Самостоятельная работа по предмету: Электромагнитные поля и волны

8.3.3.2. Поглощение радиоволн в ионосфере

Для упрощения рассмотрения магнитное поле Земли учитывать не будем.
Мы видели, что с учетом соударений электронов с тяжелыми частицами относительная диэлектрическая проницаемость ионосферы представляет собой комплексную величину  и определяется выражением (8.10). Представим  и  в развернутом виде.
;  (8.56)
Зависимость поля от продольной координаты  определяется экспоненциальной функцией
,
где  - коэффициент затухания.
На низких частотах  из (8.56) следует, что
- 66 -
,
т.е. можно считать, что  . (Случай, когда  и волна практически не распространяется из-за очень большого затухания, не рассматривается).
При этом коэффициент затухания :
. (8.57)
На высоких частотах  из (8.56) следует, что
,  , т.е.  , а  ,
откуда коэффициент затухания :
(8.58)
Из выражений (8.57), (8.58) видно, что коэффициент затухания в области низких частот возрастает с частотой  , а в области высоких частот убывает  .Расчеты и эксперименты показывают , что максимальное значение коэффициента затухания имеет место при  [4].

3.Критическая и максимально применяемая частоты.

В телекоммуникациях термин критическая частота имеет следующие значения:^[1]

• 
  При распространении радиосигнала через ионосферу, предельная частота, на или ниже которой волновая составляющая отражается и выше которой она проникает через слой ионосферы.
  
• 
  При падении, близком к вертикальному, предельная частота, при падении или ниже которой волновая составляющая отражается слоем ионосферы и выше которой она проникает насквозь.
  

Критическая частота изменяется в зависимости от времени суток, атмосферных условий и угла распространения радиоволн антенной.
Существование критической частоты является результатом ограничения электронов, т.е. недостаточности существующего количества свободных электронов для поддержки отражения на более высоких частотах.
В обработке сигналов критическая частота также является другим названием частоты Найквиста.
Критическая частота - это наивысшая величина частоты, выше которой волны проникают в ионосферу и ниже которой волны отражаются обратно от ионосферы. Она обозначается через "f_c". Ее значение не является фиксированным и зависит от электронной плотности ионосферы.