Распространение радиоволн в поглощающих средах

 

    Изменение амплитуды напряжённости поля при распространении плоской волны с расстоянием:

 

,

 

где: Е₀ – напряжённость поля в начале отсчёта расстояния;

    d – коэффициент поглощения;

    х – расстояние.

 

Среды, по своим свойствам приближающиеся к идеальному диэлектрику, удовлетворяют условию: ℇ׳≫60lσ. Для таких сред скорость распространения волны:

                                             .

 

Коэффициент поглощения:

 

                                           .

 

Среды, по своим свойствам приближающиеся к проводнику, удовлетворяют условию: ℇ׳≪60lσ. Для таких сред скорость распространения волны:

                                        .

 

 Коэффициент поглощения:

 

                                  ,

где: ℇ׳ - относительная диэлектрическая проницаемость среды; σ – удельная проводимость среды.

 

Порядок выполнения расчетов

1. Определить плотность потока мощности при распространении волны в свободном пространстве, если действующее значение напряжённости магнитной составляющей поля плоской ЭМВ составляет      13 мкА/м.

                                          Решение

Действующее значение напряжённости электрической составляющей поля волны определим из выражения:

 

  ⇒ 4.9 10^-3 В/м = 4.9 мВ/м.

 

Плотность потока мощности:

 

= 63.7 нВт/м².

 

2. Определить напряжённость поля на расстоянии 1000 км при распространении в свободном пространстве, если мощность излучения составляет 100 Вт, коэффициент направленного действия излучения антенны равен 1000.

                                           Решение

 

Действующее значение напряжённости поля:

 

.

 

3. Определить, во сколько раз уменьшится амплитуда напряжённости поля волны с частотой 60 кГц на расстоянии 10 м при распространении в морской воде.

 

                                          Решение

 

Длина волны в свободном пространстве

 

.

 Для морской воды ℇ׳=80; σ=4 См/м;                      

 

                                 60lσ=60·5000·4=1.2·10⁶;        

 

ℇ׳≪60lσ.

 

Для частоты 60 кГц морская вода по своим свойствам приближается к проводнику. Коэффициент поглощения для такой среды

 

.

 

Уменьшение амплитуды поля определим из выражения:

 

 ⇒ .

  

4. Определить, во сколько раз уменьшится амплитуда напряжённости поля при распространении в сухой почве на расстояние 2м, если длина волны в свободном пространстве равна 2м.

Решение.

Для сухой почвы ℇ׳=4; σ=0.001 См/м;

 

60lσ=60·2·0.001=0.12;

 

ℇ׳≫60lσ.

 

 Сухая почва для частоты 150 МГц (l=2м) может по своим свойствам рассматриваться как диэлектрик. Коэффициент поглощения для такой среды:

 

,

 

т.е. на расстоянии 2м напряжённость поля уменьшится в 1.2 раза.

 

 

Содержание отчёта:

1. Цель занятия

2. Основные соотношения.

3. Результаты выполнения индивидуального задания.

4. Выводы по результатам выполнения индивидуального задания.

 

Контрольные вопросы:

1.  Назовите основные свойства радиоволн.

2.  Каково деление радиоволн на поддиапазоны?

3. Напишите основные уравнения электродинамики.