Радиоволны и ионосфера

Ионосфера, например, оказывает исключительно большое влияние на дальнюю радиосвязь вследствие того, что траектория попавшего в нее электромагнитного луча искривляется, и тем сильнее, чем длиннее волна. Существование ионосферы, представляющей собой неравномерно ионизированный разреженный воздух на высотах, простирающихся от 80 до 600 км, приводит к тому, что излучение длинноволновых радиостанций распространяется вокруг земли в шаровом слое толщиной около 100 км, ограниченном поверхностью нашей планеты и нижней областью ионосферы. Преломление с полным внутренним отражением, которое испытывают радиоволны в ионосфере, можно для простоты рассматривать как простое отражение, поэтому говорят, что длинные, средние и промежуточные радиоволны отражаются от ионосферы, что способствует увеличению дальности радиосвязи в пределах земного шара.

Короткие волны проникают в ионосферу глубже и не всегда испытывают полное внутреннее отражение. На рис. 31 внизу показаны различные случаи распространения радиоволн в ионосфере, причем траектории IV и V безвозвратно уводят энергию электромагнитного луча в межпланетное пространство, так как толщины ионосферы „не хватило" для образования условий полного внутреннего отражения.

Ультракороткие и более короткие радиоволны практически столь мало подвержены воздействию ионосферы, что не изменяют в ней направления своего распространения, вследствие чего почти вся их энергия уходит за пределы земной атмосферы, а прием—передача сигналов с помощью таких радиоволн, как правило, могут совершаться лишь на расстояниях „визуальной дальности". Это означает, что связь на таких волнах осуществима лишь в том случае, если из одного пункта в другой сигналы могут передаваться прямыми лучами, и делается невозможной при удалении одного из корреспондентов, например, за гору или за горизонт. Известны, однако, многие аномальные факты дальних и сверхдальних (до нескольких тысяч километров) передач на ультракоротких волнах, объясняемые случайным образованием в атмосфере так называемых „атмосферных волноводов", т. е. длинных каналов, по которым у.в.ч. колебания могут распространяться, следуя за их кривизной, без заметного поглощения и рассеяния.

Атмосферным волноводом в таких случаях служит слой воздуха, ограниченный сверху и снизу мощными инверсионными образованиями, создающими резкую неравномерность диэлектрической постоянной по высоте. Специальные опыты по изучению условий образования атмосферных волноводов и систематические наблюдения за состоянием ионосферы служат примерами непосредственного использования электромагнитных колебаний для изучения некоторых деталей структуры атмосферы. Большинство таких работ производится с применением радиолокационных методов. Вообще, необходимо отметить, что в последние годы для обнаружения и наблюдений очагов грозовой деятельности и зон осадков, а также для наблюдений облачных образований и их изменений зондирующие радиолокационные устройства применяются все шире.

Смотрите также