Электродинамика и распространение радиоволн (распространение радиоволн): Рабочая программа, методические указания, задание на контрольную работу, методические указания к выполнению контрольной работы

Министерство образования Российской Федерации Северо-Западный государственный заочный технический университет Кафедра радиотехники

Электродинамика и распространение радиоволн (распространение радиоволн)

Рабочая программа. Методические указания к изучению дисциплины. Задания на контрольную работу и методические указания к выполнению контрольной работы.

Факультет Радиоэлектроники Направление и специальность подготовки дипломированных специалистов: 654200-Радиотехника 200700-Радиотехника Направление подготовки бакалавров: 552500-Радиотехника

Cанкт-Петербург 2002 г.

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 621.371.01 Электродинамика и распространение радиоволн (распространение радиоволн). Рабочая программа, методические указания к изучению дисциплины, задания на контрольную работу и методические указания к выполнению контрольной работы.-СПб.:СЗТУ, 2002, с. Приведены рабочая программа по дисциплине «Электродинамика и распространение радиоволн (распространение радиоволн), методические указания к изучению дисциплины, задания на контрольную работу и методические указания к выполнению контрольной работы. Рабочая программа разработана на основе государственных образовательных стандартов высшего, профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 654200-Радиотехника (специальность 200700-Радиотехника) и направлению подготовки бакалавров 552500-Радиотехника.

Рукопись рассмотрена на заседании кафедры Радиотехники 5 декабря 2000 г., рассмотрена методической комиссией кафедры Радиотехники 5 декабря 2000 г., одобрена методической комиссией факультета Радиоэлектроники 14 декабря 2000 г.

Рецензенты: Кафедра радиотехники

СЗТУ (зав. кафедрой Г.И. Худяков,

д-р техн.наук, проф.); В.С. Калашников, д-р техн. наук, проф. СПб ГУАП

Составители: В.И. Маккавеев, д-р техн. наук, проф.; Л.Я. Родос, канд. техн. наук, доц.; Д.А. Чистяков, канд. техн. наук, доц.

© Маккавеев В.И., Родос Л.Я., Чистяков Д.А.

1. Цели и задачи изучения дисциплины «Электродинамика и распространение радиоволн (распространение радиоволн). Основные цели изучаемой дисциплины состоят в ознакомлении студентов с особенностями распространения радиоволн всего радиочастотного спектра на естественных трассах и методами расчета радиолиний различных назначений. Задачи дисциплины заключаются в получении студентами научных знаний о распространении радиоволн в свободном пространстве, влиянии на процессы распространения атмосферы Земли, рельефа и электрических свойств земной поверхности; развитии у студентов навыков решения прикладных задач электродинамики при проектировании радиолиний. 2. Структура дисциплины Основные понятия и определения. Области применения полученных знаний. Распространение радиоволн в свободном пространстве Влияние Земли на распространение радиоволн Влияние атмосферы Земли на распространение радиоволн Радиолинии различного назначения 3. Содержание дисциплины. Рабочая программа (60 часов) Введение (4 часа) Роль и место вопросов распространения радиоволн (РРВ) в подготовке радиоинженеров широкого профиля. История развития теории РРВ. Классификация радиоволн по диапазонам частот и способам распространения на естественных трассах. Основные определения и понятия в теории РРВ.

3

3.1 Распространение радиоволн в свободном пространстве (8 часов) Электромагнитное поле изотропного и направленного излучателей в свободном пространстве. Уравнения идеальной радиосвязи для излучателей различного типа. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля в свободном пространстве. Существенная и минимальная области пространства при распространении радиоволн. Потери передачи при распространении радиоволн в свободном пространстве.

3.2 Влияние Земли на распространение радиоволн (16 часов) Множитель ослабления поля свободного пространства. Электрические параметры земной поверхности. Постановка и общее решение задачи дифракции радиоволн вокруг однородной сферической Земной поверхности. Анализ общего решения задачи: влияние электрических параметров поверхности Земли и расстояния между корреспондирующими пунктами на величину и поведение множителя ослабления в пространстве. Расстояние прямой видимости и расчет множителя ослабления в зоне прямой видимости. Интерференционные формулы. Пределы применимости интерференционных формул. Расчет множителя ослабления в зонах тени и полутени. Отражение радиоволн от поверхности Земли, существенная и минимальная области отражающей поверхности. Граничные условия Щукина-Леонтовича. Учет влияния кривизны Земной поверхности при отражении радиоволн. Влияние неоднородности электрических параметров Земной поверхности на распространение радиоволн вдоль нее. Влияние неровностей поверхности Земли на распространение радиоволн. Критерий Релея. Общие сведения о распространении радиоволн вблизи статистически неровных поверхностей.

4

3.3 Влияние атмосферы Земли на распространение радиоволн (12 часов) Состав и строение атмосферы Земли. Электромагнитные параметры тропосферы, стратосферы и ионосферы. Рефракция радиоволн в тропосфере и ионосфере. Уравнение траектории волны и радиус кривизны луча. Виды рефракции радиоволн в тропосфере. Эквивалентный радиус Земли. Явление образования и параметры тропосферных волноводов. Траектория радиоволн в ионосфере. Отражение радиоволн от ионосферы. Критическая и максимальная частоты. Фазовая и групповая скорости распространения радиоволн в ионосфере. Влияние магнитного поля Земли на распространение радиоволн в ионосфере. Рассеяние и поглощение радиоволн в тропосфере и ионосфере. Методы экспериментального исследования тропосферы и ионосферы. 3.4 Радиолинии различного назначения (18 часов) Линии радиовещания, телевидения, радиосвязи, радиолокации, радионавигации, радиоуправления и телеметрии. Назначение радиолиний, диапазоны применяемых частот и особенности распространения радиоволн этих диапазонов на трассе радиолинии. Методики расчета радиолиний различного назначения. 3.5 Тематический план лекций по дисциплине (для студентов очно-заочной формы обучения) Темы лекций Распространение радиоволн в свободном пространстве Влияние Земли на распространение радиоволн. Дифракция радиоволн вокруг сферической поверхности Земли Влияние тропосферы Земли на распространение радиоволн различных диапазонов Влияние ионосферы Земли на распространение радиоволн различных диапазонов

Объем 2 часа 4 часа 4 часа 2 часа

3.6 Темы практических занятий по дисциплине (4 часа) Уравнение идеальной радиосвязи Интерференционные формулы Рефракция радиоволн в атмосфере Земли Методика расчета радиолиний различного назначения

5

3.7 Перечень лабораторных занятий по дисциплине (12 часов) Тема лабораторных занятий Объем Исследование области, существенной при 4 часа распространении радиоволн в свободном .пространстве Исследование зон Френеля при отражении 4 часа радиоволн от подстилающей поверхности

Деятельность студ. Самостоятельная работа

Исследование особенностей распространения УКВ вдоль земной поверхности

Самостоятельная работа

4 часа

Самостоятельная работа

6

4. Литература 1. Красюк Н.П., Дымович Н.Д. Электродинамика и распространение радиоволн.-М.: Высшая школа, 1974. 2. Калинин А.И., Черенкова Е.П. Распространение радиоволн и работа радиолиний.- М.: Связь, 1971. 3. Красюк Н.П., Родос Л.Я. Распространение УКВ в неоднородной тропосфере.-Л.: СЗПИ, 1984.

7

5. Методические указания к изучению дисциплины Введение [1] c.8-12,303,313 Изучая данный раздел, студент должен уяснить значение теории распространения радиоволн в подготовке радиоинженера широкого профиля, место и задачи этого раздела в ходе современной НТР. Необходимо обратить внимание на роль русских и советских ученых в разработке теории и развитии техники систем радиовещания, радиосвязи, телевидения, радиолокации. Следует помнить, что в настоящее время во всем мире принята десятичная система деления частотного диапазона на поддиапазоны. Студент должен усвоить механизмы (особенности) распространения радиоволн этих поддиапазонов. Вопросы для самопроверки 1. На какие поддиапазоны разбивается весь диапазон радиоволн? 2. Какими способами распространяются радиоволны различных поддиапазонов? 5.1 Распространение радиоволн в свободном пространстве [1] с.306-309 или [ 2 ] с.8-14;[ 3 ] с.4-8 В этом разделе следует изучить энергетические соотношения при распространении радиоволн ненаправленного и направленного излучателей в свободном пространстве. От студента требуется умение вывести уравнение идеальной радиосвязи, используя принцип ГюйгенсаФренеля построить зоны Френеля, и определить существенную и минимальную области пространства, оказывающие влияние на распространение радиоволн. Необходимо обратить внимание на то, что даже при распространении радиоволн в свободном пространстве имеет место ослабление потока энергии электромагнитного поля с расстоянием. Студент должен уметь объяснить физику этого явления и записать математическое выражение для потерь передачи в свободном пространстве. Вопросы для самопроверки 1. Как определить плотность потока энергии и напряженность поля ненаправленного и направленного излучателей в свободном пространстве? 2. Как формулируется принцип Гюйгенса-Френеля? 3. Как строятся зоны Френеля при РРВ в свободном пространстве? 4. Из каких соображений определяются существенная и минимальная области, влияющие на РРВ в свободном пространстве? 5. Объясните физический смысл ослабления ЭМ поля в свободном пространстве.

8

5.2 Влияние поверхности Земли на распространение радиоволн [ 1 ] с.314-319,322-330;[ 2 ] с.14-79;[ 3 ] с.8-23 В данном разделе необходимо усвоить, что поверхность Земли оказывает существенное влияние на РРВ. Это влияние учитывается введением множителя ослабления поля свободного пространства, который вычисляется, исходя из конкретного вида радиотрассы. Нужно знать электромагнитные параметры основных разновидностей земной поверхности. Для определения множителя ослабления необходимо решить сложную задачу дифракции РВ вокруг реальной поверхности Земли. Следует иметь в виду, что в настоящее время эта задача даже в самой строгой постановке не учитывает неровностей поверхности и решается для гладкой сферической поверхности Земли. Получаемые даже при такой постановке задачи выражения, являются чрезвычайно сложными (расчеты множителя ослабления возможны только с применением ЭВМ), поэтому в инженерной практике для некоторых радиотрасс применяются приближенные методы решения, базирующиеся на интерференционных формулах в освещенной области и одночленной дифракционной формуле в области глубокой тени. Для учета влияния реального распределения параметров Земли вдоль радиотрассы и неровностей ее поверхности также применяются приближенные методы. Следует обратить внимание на явление береговой рефракции (искривление траекторий ЭМ волн), эффект усиления за счет препятствий, на скачкообразное изменение уровня поля при переходе через границу участков трассы с различными ЭМ параметрами. Статистический характер распределения неровностей на поверхности Земли приводит к необходимости применения математикостатистических методов при описании полей над подобными поверхностями.

9

Вопросы для самопроверки 1. Как учитывается влияние Земли на РРВ? 2. Какими ЭМ параметрами характеризуется поверхность Земли? 3. Как формулируется задача дифракции радиоволн вокруг поверхности Земли? 4. Какие характерные области пространства принято выделять при изучении РРВ вдоль поверхности Земли? 5. Какие приближенные формулы для расчета множителя ослабления используются в освещенной области пространства? 6. Как рассчитывается множитель ослабления в области тени? 7. В чем заключается сущность явлений береговой рефракции, усиления зa счет препятствия и изменения уровня поля при переходе через границу участков неоднородной трассы? 8. Как учитывается статистический характер распределения неровностей на поверхности Земли? 5.3 Влияние атмосферы Земли на распространение радиоволн [ 1 ] с.367-423;[ 2 ] с.80-201;[ 3 ] с.23-86 При изучении данного раздела необходимо учесть, что атмосфера Земли является неоднородной средой и оказывает существенное влияние на распространение радиоволн различных диапазонов. Нужно знать особенности строения и состава атмосферы, распределения ЭМ параметров атмосферы по высоте, изменение этих параметров во времени и пространстве. Следует обратить внимание на то, что неоднородное распределение ЭМ параметров атмосферы приводит к рефракции, наблюдаемой как в тропосфере, так и в ионосфере и имеющей несколько разновидностей. Особое внимание следует обратить на особенности РРВ в ионосфере, фазовую и групповую скорости РВ, а также на влияние магнитного поля Земли. Необходимо также знать механизмы ослабления 10

ЭМ энергии радиоволн в атмосфере Земли и методы экспериментального исследования ЭМ параметров тропосферы и ионосферы. Вопросы для самопроверки 1. Какие области атмосферы Земли и в каких частотных диапазонах оказывают влияние на РРВ? 2. Как изменяются во времени и пространстве ЭМ параметры различных областей атмосферы? 3. Какие виды тропосферной рефракции рассматривают при РРВ и какими радиофизическими параметрами они характеризуются? 4. В чем заключается смысл введения понятия об эквивалентном радиусе Земли? 5. Каковы необходимые условия для отражения РВ от ионосферы? 6. К чему приводит зависимость ЭМ параметров ионосферы от частоты? 7. Какие эффекты при РРВ в ионосфере связаны с наличием магнитного поля Земли ? 8. Каковы механизмы потерь ЭМ энергии радиоволн в атмосфере? 9. Какими радиофизическими и метеорологическими методами исследуются состав и строение атмосферы? 5.4 Радиолинии различного назначения [1] c.470-499,512-522;[ 2 ] с.214-287,298-414 В данном разделе необходимо изучить возможные виды радиолиний, их назначение, диапазоны применяемых частот, особенности эксплуатации, а также методику расчета в зависимости от конкретного вида радиотрассы, используя сведения об особенностях РРВ, полученные в предыдущих разделах программы. Вопросы для самопроверки 1. В чем заключаются особенности расчета линий радиовещания, радионавигации и радиосвязи в диапазонах мириаметровых (сверхдлинных) и километровых (длинных) радиоволн? 2. Каковы особенности расчета линий радиовещания, радионавигации и радиосвязи в диапазоне гектометровых (средних) радиоволн? 3. Как рассчитываются параметры линий радиовещания, радиосвязи и радиолокации в диапазоне декаметровых (коротких) радиоволн? 4. В чем заключаются особенности расчета линий радиовещания, телевидения, радиолокации и радиосвязи метрового диапазона радиоволн? 5. В чем заключаются особенности расчета линий радиолокации, телевидения, радиоуправления и телеметрии дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов радиоволн? 11

6. Каковы особенности расчета радиолиний с использованием искусственного спутника Земли? 7. Каковы особенности расчета радиолиний с использованием оптического квантового генератора? 6. Задания на контрольную работу. Методические указания к выполнению контрольной работы Учебным планом по дисциплине «Электродинамика и распространение радиоволн (распространение радиоволн)» предусмотрено выполнение контрольной работы, состоящей из четырех задач: две задачи каждого из типов l и 2. Задачи в контрольной работе студент выбирает по предпоследней цифре своего шифра (табл. 1). Таблица 1 Предпо следняя цифра шифра

1 или 6

2 или 7

3 или 8

4 или 9

5 или 0

Задачи

1.1 и 1.3

1.2 и 1.4

1.3 и 1.5

1.4 и 1.1

1.5 и 1.2

Задачи 2.1 и 2.3 2.2 и 2.4 2.3 и 2.5 2.4 и 2.1 2.5 и 2.2 Каждая задача имеет десять вариантов числовых данных. Номер варианта числовых данных должен совпадать с п о с л е д н е й цифрой шифра студента. При решении задач все вычисления необходимо производить с точностью до второго знака после занятой. Все величины должны быть выражены в Международной системе единиц (СИ). Рисунки следует делать четко и аккуратно. Графики желательно выполнять на миллиметровой бумаге. Типичные ошибки при выполнении контрольных работ: 1) применение различных систем единиц; 2) использование относительной диэлектрической и магнитной проницаемости вместо их абсолютных значений; 3) использование неверных размерностей вычисляемых величин напряженностей электрического и магнитного полей, индукции электрического и магнитного полей и т. д.; 4) арифметические ошибки при выполнении вычислений.

12

Задача 1.1 Радиосвязь между двумя космическими кораблями осуществляется на волне λ. Определить максимальную дальность радиосвязи и принимаемую при этом мощность, если известна мощность передатчика Р пер, коэффициент направленного действия передающей и приемной антенн D и потери передачи на линии L. Данные для решения задачи приведены в табл. 2. Таблица 2 Номер варианта

λ мм

РПЕР. ВТ

D

L дБ

0

2

3

150

165

1

3

4

140

170

2

4

5

130

175

3

5

6

120

180

4

6

7

110

185

5

7

8

100

195

6

8

9

90

95

7

9

11

80

100

8

10

13

70

110

9 11 15 60 120 Указание: Для решения задачи необходимо изучить раздел «Распространение радиоволн в свободном пространстве» и воспользоваться уравнением идеальной радиосвязи. Литература: [I], с. 306—309 или [3] с. 4—8.

13

Задача I. 2 Самолетная радиолокационная станция (РЛС), работающая на волне λ и имеющая эффективную площадь антенны Аэ в режиме передачи и приема, излучает мощность Рп и принимает Рпр, длительность излучаемых РЛС импульсов ι. Определить удельную эффективную площадь рассеяния и коэффициент обратного рассеяния по мощности неровной поверхности Земли, если высота полета самолета h, расстояние между РЛС и областью рассеяния г, а ширина диаграммы направленности антенны РЛС в горизонтальной плоскости равна βг. Данные для решения задачи приведены в табл. 3.

λ

ι

Таблица 3 h R

β

Аэкв. Рп

Рпр

варианта см

м2

кВт

Вт 10- мкс

м

Км

град.

0

10

3.5

15

5.5

1.9

200

20

3.5

1

5

1.8

6

1.8

1.4

150

10

2.5

2

9

3.0

12

4.5

1.8

190

18

3.3

3

3

1.5

4

1.5

1.2

130

6

2.1

4

8

2.8

10

3.5

1.7

180

16

3.1

5

1

1.1

2

1.3

1.0

110

2

1.7

6

7

2.5

9

2.5

1.6

170

14

2.9

7

2

1.3

3

1.4

1.2

120

4

1.9

8

6

2.3

7

2.0

1.5

160

12

2.7

9

4

2.0

5

1.6

1.3

140

8

2.3

Номер

Указание: для решения задачи необходимо изучить раздел курса «Рассеяние УКВ неровными поверхностями» и воспользоваться уравнениями для эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) шероховатых поверхностей в приближении некогерентного рассеяния радиоволн. 14

Литература: [I], с. 424—428, 435—439. Задача 1.3 Вычислить напряженность поля на расстоянии г от передающей антенны над сферической поверхностью Земли в однородной атмосфере. Мощность излучения Р, длина волны λ, высота передающей антенны h1, высота приемной антенны h2. Коэффициент направленного действия передающей антенны D. Данные для решения задачи приведены в табл. 4. Таблица 4 Номер варианта

r км

D

h 1м

h2 м

λм

P кВт

1

50

9

10

300

2

1

2

45

8

15

250

2

2

3

40

3

20

200

3

3

4

35

4

25

150

4

4

5

40

5

10

100

5

5

6

45

6

15

150

6

6

7

55

7

20

200

7

7

8

65

8

25

250

8

8

9

75

9

30

300

9

9

0

80

10

25

350

10

10

Указание: для решения задачи необходимо изучить раздел курса «Поле излучателей, поднятых над поверхностью Земли» и воспользоваться интерференционными формулами, либо формулой Б.А. Введенского, с учетом приведенных высот антенн. Литература: [I], с. 334-344.

15

Задача 1.4 Передача информации с искусственного спутника Земли осуществляется в дневное время на волне λ в момент прохождения его над наземной станцией слежения. Мощность передатчика, установленного на ИСЗ, равна Рп, коэффициент направленного действия антенны D. Определить напряженность электрического поля в месте расположения станции слежения, если расстояние до спутника в момент передачи информации равно г, а на пути распространения радиоволн встречается слой дождя с интенсивностью I, толщиной L. Данные для решения задачи приведены в табл. 5. Таблица 5 Номер

λ см

Рп Вт

D

r км

I мм/час

L км

Варианта 0

10

5

100

500

5

3,0

1

0.8

6

120

400

10

2,4

2

3.0

10

140

300

8

2,2

3

0.4

7

160

200

6

2,0

4

2.0

8

140

250

4

1,8

5

0.1

12

120

300

2

1,6

6

3.0

10

100

350

7

1,4

7

10

15

200

400

9

1,9

8

2.0

8

150

100

8

2,3

9 0.8 5 160 150 6 1,2 Указание: для решения задачи необходимо изучить вопросы ослабления УКВ в тропосфере и ионосфере, воспользоваться уравнением радиосвязи на рассматриваемой трассе, считая рассеяние радиоволн некогерентным. Литература: [I], с. 470—474, 489—498, или [З], с. 23—44.

16

Задача 1.5 Точечная цель с эффективной площадью рассеяния σэ находится в дожде с интенсивностью I на расстоянии г от однопозиционной радиолокационной станции обнаружения. Определить маскирующее действие, оказываемое дождем на полезный сигнал от цели, если рабочая длина волны РЛС λ, эффективная площадь ее антенны Аэ, длительность импульса ι, дождь идет на всей трассе радиолокационного наблюдения. Данные для решения задачи приведены в табл. 6.

Таблица 6 σэ м2

Номер варианта

I r км мм/час

λ мм

Аэ м2

ι мкс

0

50

0.5

60

30

2.0

1.5

1

45

0.6

70

8

1.5

1.7

2

40

0.7

80

20

1.9

1.9

3

35

0.8

90

4

1.6

2.0

4

30

0.9

100

1

2.1

2.1

5

25

1.0

50

20

2.5

2.4

6

55

0.4

45

30

1.4

1.6

7

45

0.3

30

8

1.8

1.4

8

40

0.2

35

4

1.7

1.3

9

30

0.1

55

1

1.3

2.2

Указание: при решении задачи необходимо изучить вопросы рассеяния и ослабления УКВ объемно распределенными отражателями, считая это рассеяние некогерентным. Литература: [I], с. 427—428, 439—442, 489—498.

17

Задача 2.1 Определить, как следует изменить мощность Р, излучаемую передающей антенной, имеющей коэффициент направленного действия D, с тем, чтобы напряженность электрического поля на входе приемной антенны была неизменной при организации на волне λ линии радиосвязи протяженностью г над сушей и над морем. Данные для решения задачи приведены в таблице 7. Номер Варианта 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Р кВт

D

50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4

λм 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

Таблица 7 r км 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

Указание: при решении задачи необходимо ознакомиться с особенностями расчета напряженности поля гектометровых радиоволн по графикам Международного консультативного комитета по радиовещанию. Литература: [I], с. 360—366.

18

Задача 2.2 Рассчитать напряженность электрического поля на расстоянии г от передающей антенны высотой h1, имеющей КНД, равный D, и излучающей мощность Р на волне λ, если высота приемной антенны равна h2. Расчет произвести сначала с учетом сферичности Земли, но без учета нормальной атмосферной рефракции, а затем учесть влияние рефракции и сравнить результаты этих двух случаев. Данные для решения задачи приведены в табл. 8. Таблица 8 h2 м λм

r h1 м P Вт Номер варианта км 0 15 10 150 110 4,0 160 1 20 15 140 120 150 4,5 2 25 20 130 130 5,0 140 3 30 16 120 140 5,5 130 4 35 17 110 150 6,0 120 5 40 18 160 160 6,5 110 6 45 19 180 170 7,0 100 7 50 21 190 180 7,5 170 8 55 14 170 190 8,0 180 9 60 15 200 200 8,5 190 Указание: для решения задачи необходимо изучить вопросы распространения радиоволн над сферической поверхностью Земли, а также вопросы рефракции радиоволн в тропосфере. Расчет произвести по формуле Введенского Б. А. Литература: [I], с. 360—366, 395—401.

19

Задача 2.3 Искусственный спутник Земли, изготовленный из металлизированного материала, имеет форму сферы с диаметром d, наблюдается радиолокационной станцией в ночное время под углом θ над горизонтом. Определить значение мощности на выходе приемной антенны, если расстояние до спутника равно r, излучаемая РЛС мощность Ри, эффективная площадь антенны в режиме передачи и приема Аэ, рабочая длина волны λ. Данные для решения задачи приведены в табл. 9. Таблица 9 Номер dм θ r км Pи Аэ м2 λ см Варианта кВт град 0 10 30 300 20 24 2,0 1 18 3 600 25 22 0,8 2 19 90 100 30 20 0,4 3 17 30 450 35 18 0,1 4 16 90 150 40 15 2,0 5 11 3 800 45 40 3,0 6 14 30 250 50 35 0,8 7 13 90 200 55 50 2,0 8 12 3 500 60 45 0,8 9 15 30 600 65 60 3,0 Указание: для решения задачи необходимо изучить вопросы ослабления УКВ в тропосфере и ионосфере, воспользоваться уравнением радиолокации на рассматриваемой трассе, а также соотношениями для определения ЭПР точечных целей. Литература: [I], с. 428—431, 470—474, 489—498.

20

Задача 2.4 Определить радиус зоны уверенного приема телевизионных передач, если требуемое значение напряженности электрического поля на входе приемной антенны Е, излучаемая на волне λ мощность Р, коэффициент направленного действия передающей антенны D, высота передающей и приемной антенн h1 и h2 соответственно. Данные для решения задачи приведены в табл. 10. Таблица 10 h1 м h2 м

Номер Е мВ/м λ м Р кВт D варианта 0 18 6,0 25 1,2 500 10 1 17 5,5 10 1,3 450 15 2 16 5,0 15 1,4 400 20 3 15 4,5 20 1,5 350 25 4 14 4,0 30 1,6 300 30 5 13 3,5 35 1,7 250 35 6 12 3,0 40 1,8 200 40 7 11 1,7 45 1,9 150 45 8 10 1,6 50 2,0 100 50 9 13 1,5 15 2,1 300 20 Указание: для решения задачи необходимо ознакомиться с особенностями распространения радиоволн метрового диапазона в зоне прямой видимости. Расчеты провести по формуле Введенского Б. А. Литература: [I], с. 340—342.

21

Задача 2.5 Определить дальность радиосвязи в диапазоне гектометровых (средних) волн в ночное время, если требуемая напряженность поля на входе приемной антенны Е, излучаемая мощность передающей антенны Р, коэффициент направленного действия передающей антенны D, а рабочая длина радиоволны λ. Данные для решения задачи приведены в табл. 11. Таблица 11 Номер варЕ мкВ/м Р,кВт

D

λ, км

1

120

110

1,6

0,2

2

140

120

1,7

0,3

3

160

130

1,8

0,4

4

180

140

1,9

0,5

5

200

150

2,0

0,6

6

220

160

2,1

0,7

7

240

170

2,2

0,8

8

260

180

2,3

0,9

9

280

190

2,4

1,0

0 100 200 2,5 1,1 Указание: для решения задачи необходимо ознакомиться с особенностями распространения гектометровых радиоволн в ночное и дневное время. Расчеты произвести по формуле Союза европейского радиовещания графическим методом. Литература: [I], с. 518—521.

22

Содержание стр 1. Цели изучения дисциплины «Электродинамика и распространение радиоволн (распространение радиоволн)……………………………….3 2. Структура дисциплины………………………………………………...3 3. Содержание дисциплины. Рабочая программа……………………….3 4. Литература………………………………………………………………4 5. Методические указания к изучению дисциплины……………………6 6. Задания на контрольную работу. Методические указания к выполнению контрольной работы……………………………………………….9

23