Строение атмосферы. Характеристика слоев ионосферы. Поверхностная и пространственная волна

1. Лекция №10

• Строение
атмосферы
• Характеристика
слоев ионосферы
• Поверхностная и
пространственная
волна

2. Структура атмосферы

Атмосфера Земли по своим электро
магнитным параметрам составляет
сложную структуру.
Её делят на три слоя: тропосфера,
стратосфера, ионосфера.

3. Тропосфера

Самый нижний слой атмосферы(10-20 км).
По своему составу тропосфера не однородна,
что обусловлено различиями в плотности
воздуха, температуре, влажности, давлении:
давление с высотой падает;
температура с высотой понижается;
влажность зависит от метеоусловий;
диэлектрическая проницаемость связана с
показателем преломления.
При резких изменениях погодных условий
сильнее проявляется рефракция.

4. Стратосфера

Этот слой расположен на высоте 2060 км. На высоте 10-50 км находится
озоновый слой, который поглощает
ультрафиолетовое излучение. На
большой высоте температура высокая,
эти слои атмосферы не ионизированы
(10-100 электронов в см^3).

5. Ионосфера

На высоте более 60 км расположена
ионосфера. Её верхняя граница – 400-600 км.
Условно ионосферу делят на слои: D, E, F
(F1,F2).
Ионосфера представляет собой природное
образование разреженной слабоионизированной
плазмы, находящейся в магнитном поле Земли и
обладающей благодаря своей высокой электро
проводности специфическими свойствами,
определяющими характер распространений в
ней радиоволн и различных возмущении .
Только благодаря ионосфера возможен такой
простой и удобный вид связи на дальние
расстояния, как радиосвязь.

6.

7.

Ионизация – отрыв электрона от
частицы под воздействием солнечных
лучей.
Количество ионизированных частиц
зависит от времени суток и времени года
(цикл активности Солнца – 11 лет).
Ещё один источник ионизации –
метеориты.

8. Структура ионосферы

Слой D – самый нижний слой
ионосферы (60-90 км), существует
только днём.
Ионизация составляет 100-10000
электронов в см ^3.
Сильно поглощает волны СВ, ДВ и
КВ диапазонов.

9.

Слой E расположен на высоте 100120 км. Концентрация электронов:
• днём – 4*10^5;
• ночью – 10^3;
Слой Es мигрирует. Он образуется в
любое время года в средних широтах.

10.

Слой F делится на два слоя F1 и F2.
Слой F1 расположен на высоте 180-240
км, концентрация электронов – 4,5*10^5.
Электронная концентрация изменяется с
изменением высоты Солнца. С заходом
Солнца слой поднимается выше и
сливается с F2.
F2 (240-600 км) – слой с концентрацией
электронов 10^6-10^5 на см^3. Электронная концентрация не стабильна и
изменяется в зависимости от времени
суток и времени года.

11. Поверхностные и пространственные волны

Радиоволны, которые распространяются в
свободном пространстве делятся на
поверхностные и пространственные.
Поверхностные (земные) – радиоволны,
которые распространяются вдоль земной
поверхности.
Пространственные радиоволны
распространяются путем отражения от
ионосферы.
Зона молчания – область, где заканчивается
связь поверхностной волной и начинается связь
пространственной (размер определяется углом
возвышения: чем больше угол, тем меньше зона
молчания).

12. Поверхностная волна

• следует соответственно кривизне земной
поверхности;
• дальность связи зависит от рельефа
местности, пределов геометрической
видимости, метеоусловий;
• для увеличения дальности связи повышают
мощность передатчика или поднимают
антенну выше;
• отраженная волна в точке отражения должна
носить не зеркальный, а диффузионный
характер.

13. Пространственная волна

• находится между Землёй и
ионосферой;
• скорость распространения зависит от
диэлектрической проницаемости;
• малый угол излучения соответствует
большому скачку (2000-4000км);
• величина скачка также зависит от
высоты ионизированного слоя.