Поле низко расположенного электрического вибратора в зоне приближения плоской земли

В диапазонах сверхдлинных волн (декаметровых, гектометровых) и более длинных волн излучение и приём проходит в условиях, когда высоты поднятия антенн h₁ и h₂ < λ. При таком расположении антенн работа радиосистем осуществляется на дифракционной волне, скользящей вдоль поверхности Земли.

Исследование структуры поля скользящей волны в зоне приближения плоской Земли ведут при следующих допущениях:

а) в пределах раскрыва приёмной антенны участок сферического фронта – плоский;

б) участок сферической поверхности Земли вблизи точки наблюдения тоже считается плоским;

в) предполагают, что вертикальный вибратор возбуждает у поверхности Земли электрическое поле вертикальной структуры E₁ = E_1Z (рис.).

Введем прямоугольную систему координат, ось X совпадает с направлением распространения, а ось Z направлена по вертикале вверх.

Составляющие напряженности электромагнитного поля в верхней среде (воздух) обозначим индексом 1 (E₁, E_1Z, П₁,Н_1У, E_1Х), а составляющие во второй среде (в полупроводящей) с индексом 2 (E₂, E_2Z, П₂,Н_2У, E_2Х).

Рассмотрим более простой случай, когда излучатель расположен вблизи идеально проводящей поверхности. К этому случаю близко распространение волн ДВ диапазона под морем. Тогда проводимость идеально проводящей поверхности

Энергия, излученная таким вибратором распространяется только в верхнем полупространстве над плоскостью и напряженность поля по сравнению со свободным пространством увеличивается в два раза. ДН имеет максимум излучения вдоль земли при вертикально поляризации и отсутствует при горизонтальной. Согласно граничным условиям[] вектор напряженности электрического поля направлен перпендикулярно к поверхности, а вектор Пойнтинга параллельно поверхности (рис .а). При распространении над идеально проводящей поверхностью структура поля не изменяется, т.к. утечка в Землю отсутствует.

Рисунок - Структура поля низко расположенного вертикального вибратора в зоне плоской Земли: а) ; б) - конечная

Если поверхность неидеальный проводник, то имеет конечное значение, а будет величиной комплексной:

; ; ; .

( )