§ 2.2. Завмиранням КОРОТКИХ хвиль
Прийом коротких радіохвиль завжди супроводжується вимірюванням в часі рівня сигналу, причому ця зміна носить випадковий характер. Таке явище називають завмираннями сигналу.
Очевидно, що при наявності замираний можна говорити тільки про ймовірність появи того чи іншого рівня сигналу. Розрізняють швидкі і повільні завмирання сигналу.
Основною причиною швидких завмирань сигналу є багатопроменеве поширення радіохвиль. Найчастіше причиною завмирань служить прихід в точку прийому двох променів, що поширюються шляхом одного і двох відображень від іоносфери, як показано на рис. 2.1. Оскільки два променя (1 і 3) проходять різні шляхи, фази їх неоднакові. Зміни електронної щільності, безперервно відбуваються в іоносфері, призводять до зміни довжини шляху кожного з променів, а отже, і до зміни різниці фаз між променями. Для зміни фази хвилі на 180 ° досить, щоб довжина шляху змінилася на / 2, т. Е. На 5-50 м. Такі незначні зміни довжини шляху можуть відбуватися безперервно, тому. коливання напруженості електричного поля в діапазоні коротких хвиль є частими і глибокими.
Крім цього, завмирання сигналу викликаються розсіюванням радіохвиль на неоднорідностях іоносфери і інтерференцією розсіяних хвиль. Інтерференція звичайної і незвичайної складових магніторасщепленной хвилі також призводить до завмирань.
Крім інтерференційних завмирань сигналу, на коротких хвилях мають місце поляризаційні завмирання. Причиною поляризаційних замираний є поворот площини поляризації хвилі при поширенні її в напрямку силових ліній магнітного поля Землі []. Якщо, наприклад, передає і приймальна антени являють собою горизонтальні вібратори, то излученная горизонтально-поляризована хвиля після проходження в іоносфері зазнає поворот площини поляризації. Кут повороту змінюється зі зміною електронної щільності іоносфери. Тому напрямок вектора напруженості електричного поля щодо прийомної антени безперервно змінюється, що призводить до коливань е. д. з. наводимой в антені.
На практиці всі зазначені причини замираний сигналу діють одночасно. Завмирання характеризуються їх швидкістю. Швидкість замираний показує, яке число раз п в одиницю часу огинає амплітуди сигналу перетинає в позитивному напрямку заданий рівень сигналу. Спостереження показали, що при швидких завмираннях для рівнів напруженості поля, перевищує в 90% часу, середня величина n = 12 в хвилину.
Важливою характеристикою замираний є закон розподілу обвідної амплітуди сигналу. Швидкі завмирання добре описуються законом розподілу Релея (при інтервалах спостереження 3-7 хв). Крім швидких завмирань, спостерігаються повільні завмирання, для виявлення яких необхідно вести спостереження протягом 40-60 хв. Причиною цих завмирань є зміна поглинання радіохвиль в іоносфері. Розподіл обвідної амплітуди сигналу при повільних завмираннях підпорядковується нормально логарифмічною закону зі стандартним відхиленням близько 8 дБ.
Для боротьби з завмираннями застосовують різні методи, наприклад, прийом на антени з вузькою діаграмою спрямованості, орієнтованої так, щоб приймався тільки один промінь. Проте напрям приходу променя змінюється протягом доби, тому необхідно передбачати можливість зміни напрямку максимуму діаграми спрямованості антени. Така приймальня антена є складною і громіздкою. Ефективним є також прийом на рознесені антени. Справа в тому, що збільшення і зменшення напруженості електричного поля відбуваються не одночасно навіть на порівняно невеликій площі земної поверхні. У той час як в місці розташування однієї антени рівень напруженості поля малий, поблизу другої антени на відстані в кілька довжин хвиль (сто або кілька сотень метрів) від першої напруженість електричного поля виявляється достатньою для прийому.
Спостереження показали, що просторова нормована функція кореляції завмирань описується законом (, де - масштаб кореляції), причому масштаб просторової кореляції при рознесенні точок спостереження в напрямку, перпендикулярному до напрямку траси, становить
(10-25).
При рознесенні точок спостереження вздовж траси масштаб кореляції зростає. У практиці короткохвильового зв'язку використовують зазвичай дві антени, рознесені на відстань l = 10. Сигнали складають після детектування. Ефективним є рознесення антен по поляризації, т. Е. Одночасний прийом на вертикальну і горизонтальну антени з подальшим складанням сигналів.
Зазначені заходи боротьби дієві тільки для виключення швидких завмирань, повільні зміни сигналу усуваються.