3. ЭРКИН ФАЗО ВА ЕР АТМОСФЕРАСИДА РАДИОТЎЛҚИНЛАРНИНГ ТАРҚАЛИШ ХУСУСИЯТЛАРИ

3.1. Радиотўлқинларнинг эркин фазода тарқалиш хусусиятлари

Эркин фазо шароитида энергетик нисбатлар. Эркин фазо — бу ютилиш содир бўлмайдиган биржинсли мухитдир. Бу мухитнинг нисбий диэлектрик ва магнит сингдирувчанликлари бирга, ўтказувчанлиги эса нольга тенг (ε = 1, μ = 1, σ = 0), яъни мухит параметрлари доимийларга тенг (ε₀=8,85·10^-12 F/м, μ₀=4·10^-7 H/м). Бундай мухитга мисол сифатида хаво мухитини ёки коинот фазосини келтиришимиз мумкин.

Барча антенналар тўлқинли зонада (узоқ зонада) сферик тўлқин тарқатади. Тўлқиннинг бундай тарқалишида, узатувчи манбадан узоқлашган сайин тўлқин фронтининг ва электромагнит энергияси оқимининг сферик ёйилиши кузатилади. Эркин мухитдаги радиолинияларнинг ишлаш амалиётида энергия оқими зичлигининг камайиши хисобига майдон кучайганлигини сусайиши, кўп холларда, аппаратуранинг энергетик кўрсаткичларини белгилаб беради.

Эркин фазода барча томонларга бир хил нурлатувчи йўналмаган узатувчи антеннани (изотроп нурлатгични) жойлаштирамиз. Электромагнит тўлқин манбаси атрофида тасаввур этилаётган r радиусли сфера хосил қиламиз. Агар изотроп нурлатгичга P₁ қувват берилса ва бу қувват сферанинг 4πr² юзасида бир текис тақсимланишини инобатга олинса, у холда бир даврдаги ўрта қувват оқимининг зичлиги га тенг бўлади. Агар эканлигини ҳисобга олсак, эркин фазода жойлаштирилган изотроп нурлатгич учун электр майдон кучланганлиги векторининг таъсир этувчи қиймати га тенг бўлади.

Агар ёзилган формулада индексларнинг бирликлари келтирилмаган бўлса, бунда хама қийматлар учун асосий бирликлар кўлланилади.

Майдон кучланганлигининг амплитудавий қиймати мартага катта бўлади, яъни .

Амалиётда, кўпинча электр майдон кучланганлигининг таъсир этувчи қиймати Е_т ҳисобланади ва ўлчанади. Реал изотроп (йўналмаган) антенналар мавжуд эмас (квазиизотроп антенналар мавжуд) ва антенналар қисман бўлсада йўналганликка эга. Антеннанинг йўналганлик ҳусусиятлари йўналганлик диаграммаси шакли, кучайтириш коэффициенти G ва йўналганлик (йўналган таъсир) коэффициенти D билан ифодаланади. Йўналганлик диаграммаси - майдон кучланганлигининг фазовий координаталарга боғлиқлигини кўрсатади. Қабул нуқтасида йўналмаган антеннани йўналтирилган антенна билан алмаштирилганда, шу нуқтада бир хил майдон кучланганлигини хосил қилиш учун, нурлатилаётган қувватни неча марта камайтирилиши лозимлигини кўрсатувчи коэффициент – йуналган таъсир коэффициенти дейилади (ЙТК).

Қабул нуқтасида йўналмаган антеннани йўналтирилган антенна билан алмаштирилганда, шу нуқтада бир хил майдон кучланганлигини хосил қилиш учун, бериладиган қувватнинг неча марта камайтирилишини кўрсатувчи коэффициент – кучайтириш коэффициенти дейилади. Бу ҳолда изотроп антеннанинг фойдали иш коэффициенти η=1 деб олинади

Р₁· G₁= Р_Σ кўпайтмасини изотроп-нурлатилувчи эквивалент қувват дейилади. У Р₁ қувват билан озиқлантирилаётган ва G₁ кучайтириш коэффициентига эга бўлган йўналтирилган антенна хосил қилган майдон кучланганлигини изотроп антенна ёрдамида ҳосил қилиш учун йўналмаган антеннага берилиши лозим бўлган қувватни англатади.

Формуладан келиб чиқадики, йўқотишсиз эркин фазода, қабул нуқтасидаги майдон кучланганлиги масофанинг биринчи даражасига тескари пропорционал равишда камайиб боради. Бунга асосий сабаб, қувват зичлигининг (Пойнтинг векторининг бир даврдаги ўрта қийматининг) манбадан узоқлашган сари камайиб боришидир. Хисоб-китоб амалларини олиб боришда қулайликлар яратиш ҳамда Р₁ ни кВт да, r ни км да киритиш ва натижани мВ/м ларда олиш учун формула шаклига ўзгартиришлар киритамиз ва қуйидаги ифодага эга бўламиз

Радиолинияларини ҳисоблаш ва лойиҳалаштиришда, айниқса сантиметрли ва дециметрли тўлқинлар диапазонида, қабул қилувчи қурилманинг (масалан, мобил телефон) киришидаги сигнал қувватини билиш даркор. Бу қувват икки турдаги радиолиниялар учун алоҳида ҳисобланади. 1-турдаги радиолинияларда ахборот узатиш узатувчи ва қабул қилувчи пунктлар орасида тўғридан-тўғри амалга оширилади (3.1-расм).

3.1-расм. 1-турдаги радиолиния схемаси

2-турдаги радиолинияларда эса, узатгич ва қабул қилгич орасида пассив ретрансляцияланган (қайта узатилган) сигналлар қабул қилинади. Бу линияларда манбадан қабул қилувчи қурилмага тўлқин энергиясини бевосита узатилиши маълум бир сабабларга кўра амалга оширила олмайди (масалан, узатиш йўлида бирон тўсиқ бор). Пассив ретрансляцияли ер усти линияларида, сигнал ўтиш йўлида махсус пассив антенна қурилмаси (ёки бошқа бирон объект) ўрнатилади. Бу пассив қурилма бирламчи майдон билан нурлантирилади ва у майдон энергиясини қабул қилгич томон икқиламчи майдон сифатида қайта узатади. Пассив радиолокация тизимлари айнан шу принцип асосида фаолият юритади. Уларда бирламчи нурлатилган майдон изланаётган объектдан аксланади ва локатор томонидан қабул қилинади.

3.2-расм. 2-турдаги радиолиния схемаси

Исталган радиолинияда қабул қилувчи қурилманинг киришидаги қувват Р₂ қабул нуқтасидаги қувват оқимининг зичлиги П₂ билан қуйидаги ифода орқали боғлиқ

Р₂= П₂S_тη₂.

бу ерда η₂ - қабул қилувчи антенна фидерининг фойдали иш коэффициенти; – қабул қилувчи антеннанинг фойдали юзаси.

Эркин фазо шароитида 1-турдаги радиолиния қабул қилиш жойида қувват оқимининг зичлиги га тенг. Бу ерда Р₁ – узатгич чиқишидаги қувват, η₁ – узатгич фидерининг фойдали иш коэффициенти, G₁ – узатувчи антеннанинг кучайтириш коэффициенти.

Эркин фазо шароитида 1-турдаги радиолиния қабул қилиш қурилмасининг киришидаги қувват га тенг.

Радиолокация, радиоалоқа ва радиоэшиттириш тизимларини лойихалаштиришда, электромагнит энергиянинг узатишдаги йўқотишлар қийматини билиш зарур. Узатишдаги йўқотишлар L деб - узатувчи антеннага берилаётган Р₁ қувватнинг қабул қилувчи антенна чиқишидаги Р₂ қувватга нисбатига айтилади

Эркин фазода шароитида 1-турдаги радиолиния учун узатишдаги йўқотишлар қуйидагига тенг

Агар формуладан узатишдаги асосий йўқотишлар L₀ ташкил этувчисини ажратиб олсак, у холда ҳисоб амаллари анча соддалашади (G₁= G₂= 1 бўлганда) . Узатишдаги асосий йўқотишлар L₀ – тўлқин фронтининг фазода сферасимон тақсимланиши ҳисобига юзага келувчи йўқотишларни тавсифлайди.

Узатишдаги тўлиқ йўқотишлар L орқали ифодаланади ва 1-турдаги радиолиния учун уни қуйидагича ёзиш мумкин

2-турдаги радиолинияда П₂ қиймати 1-турдаги радиолиниядаги параметрларга, ҳамда ретрансляторнинг қайта нурлатувчи ҳоссаларига боғлиқ. Агар бирон жисм майдон билан нурлантирилаётган бўлса, бу жисмнинг қайта нурлантириш қобилияти эффектив сочилиш майдони (ЭСМ) δ_эф орқали баҳоланади. ЭСМ – жисмнинг қабул қилувчи антенна томон қайта нурлатувчи майдонини англатади. ЭСМ нинг қиймати қайта нурлатувчининг қандай материалдан тайёрланганлигига, шаклига, ўлчамларига ва албатта узатувчи ва қабул қилувчи антенналарга нисбатан фазода қандай жойлашганлигига боғлиқ.

Агар қайта нурлатувчи жисм яқинида бирламчи майдоннинг қувват оқими зичлиги Р_оп= Р₁η₁G₁/ (4πr₁²) га тенг бўлса, қайта нурлатилган майдон қуввати Р_оп= П_опδ_эфга тенг бўлади. Қабул қилувчи антенна яқинидаги иккиламчи майдон қуввати оқимининг зичлиги П₂= Р_оп/(4πr₂²) га тенг бўлади.

2-турдаги радиолинияда қабул қилувчи қурилманинг киришилаги қувват қуйидагига тенг бўлади

2-турдаги радиолиния учун r₁=r₂=r бўлганда қуйидаги радиолокация тенгламаси ҳосил бўлади

Ифодалардан кўриниб турибдики, 1-турдаги радиолинияларда қабул қилгич киришидаги қувват масофа квадратига тескари пропорционал равишда камаяди. 2-турдаги радиолинияда эса бу боғлиқлик янада кучайиб, масофанинг тўртинчи даражасига тескари пропорционал равишда камаяди. Буни қуйидагича тушунтириш мумкин: 1-турдаги радиолинияда майдон қабул қилувчи антеннага тўғридан-тўғри етиб боради ва майдоннинг бир марта сферасимон тақсимланиши юзага келади. 2-турдаги радиолинияда эса майдоннинг икки карра сферасимон сочилиши юзага келади. Биринчиси – узатувчи антенна ва пассив ретранслятор йўлида, иккинчиси – пассив ретранслятор ва қабул қилувчи антенна йўлида.

Эркин фазо шароитида 2-турдаги радиолиния учун r₁=r₂=r бўлганда узатишдаги йўқотишлар ёки ифода орқали ҳисобланиши мумкин.

Ҳоссалари эркин фазодан фарқ қилувчи муҳитлар учун сусайиш кўпайтирувчиси киритилади

В = Е / Е₀,

бу ерда В - сусайиш кўпайтирувчисининг модули, у эркин фазо шароитидагига нисбатан реал муҳитда юзага келувчи қўшимча амплитуда сусайишини билдиради. Бу ердан Е = Е₀ В эканлиги келиб чикади.

Френель зоналари. Қабул қилиш нуқтасидаги майдон шаклланишида қатнашувчи фазо бўлаги. Радиотўлқинларнинг тарқалиши назариясида, айниқса, ернинг таъсирини инобатга олишда «радиотўлқинларнинг тарқалишига таъсир этувчи фазонинг бўлаги» тушунчаси катта аҳамият касб этади. Фараз қилайлик, эркин фазонинг А нуқтасида изотроп антенна жойлашган бўлсин. Фазонинг В нуқтасида қабул қилувчи антеннани жойлаштирайлик. А нуқтадан В нуқтагача энергияни узатилишини кўриб чиқамиз. Ўйлаб кўрайликчи, А нуқтадан узатилган энергия В нуқтага ингичка нур кўринишидаги йўл орқали етиб борадими, ёки фазонинг маълум ҳажмида етиб борадими? Майдон энергиясининг узатилишида фазо бўлагининг қатнашиши ва унинг шакли бўйича таҳминлар Гюйгенс принципи асосида ҳал этилади. Бу принципга асосан - тўлқин фронтининг юзасидаги хар бир элемент иккиламчи сферик тўлқин манбаси ҳисобланади.

Келинг, вақтнинг бир лаҳзасини ушлаб қоламизда, r₁ масофада ўтаётган тўлқин фронтини қўриб чиқамиз. Вазифа эса В нуқтадаги майдон қийматини аниқлашдан иборат. М₁В=r₂+λ/2 шарт асосида М кузатув нуқтасини танлаб оламиз. ММ₁ сфера бўлагидаги ҳар бир нуқта В нуқтасида АВ нур ҳосил қилувчи майдон фазасидан кўпи билан 180° га фарқ қилувчи майдонни юзага келтиради. Шундай экан, М₂…М_n нуқталари М₂В=r₂+2λ/2; ……..; М_nВ=r₂+nλ/2 шартлар асосида аниқланади.

3.3- расм. Френель зоналарини шакллантириш

Агар биз В нуқтадан сфера томон назар солсак, биз бир неча концентрик айланаларни кўрамиз. Қўшни айланалар орасидаги бўлаклар Френель зоналари номини олган. Шуни айтиш мумкинки, иккинчи Френель зонасида ҳосил бўладиган тебранишлар фазаси биринчи Френель зонасидаги майдон фазасидан 180⁰ га фарқ қилади. Бу зоналар «+» ва «–» ишоралари билан белгиланадилар. Оптика курсидан билиб олишимиз мумкинки, юқори тартибли қўшни зоналарнинг таъсирлари ўзаро компенсацияланади. Жумладан, зоналарнинг тартиблар қанчалик юқори бўлса, улардаги компенсация шунчалик тўлиқроқ амалга ошади. Пировардида, зоналар таъсирининг бундай жуфт нейтрализацияси ҳисобига юзага келадиган натижавий майдон қиймати таҳминан биринчи Френель зонаси таъсирининг ярмига тенг бўлади. Шундай қилиб, Френелнинг биринчи зонаси радиотўлқинларнинг тарқалиш жараёнида иштирок этадиган фазони чегаралаб беради деб айта оламиз ва у тўсиқлардан озод бўлиши лозим.

E_max= E_1max- E_2max+ E_3max- E_4max+…

Миқдорий муносабатларни ифодалаш учун бу қаторни анча қулайрок шаклда ёзиш мумкин

Қаторнинг қўшни хадлари бир-биридан оз фарқ қилишини ва ҳар бир қавс ичидаги майдон қиймати нольга яқинлигини ҳисобга олсак, натижавий майдонни тақрибан Е_mах≈ Е_1mах/ 2 га тенг дейишимиз мумкин.

Френель зонасининг радиусларини қуйидаги формула асосида топиш мумкин

бу ерда n – Френель зонасининг тартиб рақами.

Зонадан зонага ўтувчи кетма-кетлик асосида ҳосил бўладиган майдонларнинг алгебраик йиғиндиси натижасини синиқ чизиқ орқали кузатиш мумкин (3.4-расм). Кейинги қўшилишларда иккинчи зона манбалари таъсиридан «–» қарама-қарши фазадаги майдонларнинг фаолияти сезилади ва майдон натижавий кучланганлиги камаяди. n чексизликка интилганда, Е ва Е₀ қийматларини бир-бирига яқинлашиш қонуни тўртинчи Френель зоналари манбалар майдонларини компенсацияланиш фаолиятидан далолат беради. Қабул нуқтасидаги майдон иккиламчи манбалар фаолиятлари йиғиндисидан аниқланади. Шундай қилиб, фазонинг махсус бўлаги фазовий фигура бўлиб, ўз фокуслари узатиш ва қабул қилиш нуқталарида бўлган айланма эллипсоид шаклини олади.

Агар қабул нуқтасида фақатгина биринчи зона майдонини қабул қилсак, биз майдон қийматининг Е = 2Е₀ (Е₀ – эркин фазодаги майдон кучланганлиги) бўлишига эришишимиз мумкин. Қабул нуқтасида кейинги жуфт зоналарнинг ҳам таъсир этиши натижасида умумий йиғинди камайиб боради. Жуфт зоналарнинг майдон қийматига компенсацион таъсири натижасида n→∞ шарти учун Е нинг Е₀га номонотон (бир ҳил бўлмаган) яқинлашиш қонунини юзага келади.

Қабул нуқтасидаги майдон А ёки В нуқталари атрофидаги тасаввур этилаётган ёпиқ хажмдаги иккиламчи манбаларнинг умумий таъсири натижасида аниқланади.

Шундай қилиб, радиотўлқинларнинг тарқалишида фазонинг аҳамият касб этувчи бўлаги фазовий фигура сифатида фокуслари узатиш ва қабул нуқталарида жойлашган айланма эллипсоидни ташкил қилади.

3.4- расм. Трассада диафрагмани очишда турли зоналардан майдонларни йиғилиши

Қабул қилиш нуқтасида майдон кучланганлигини ошириш учун узатувчи антенна ёнида Френелнинг иккинчи ва баъзида эса иккинчи ва тўртинчи зоналарини ёпувчи, металл тўрдан (панжара) ясалган ҳалқалар ўрнатилади.

Тўлқин узунлиги қанчалик кичик бўлса, эллипсоиднинг кўндаланг ўлчамлари ҳам шунчалик кичик бўлади. Масалан, трассанинг узунлиги 5 км бўлса, турли тўлқин узунликларида трасса ўртасидаги биринчи Френель зонасининг ўлчамлари қуйидагига тенг бўлади

3.1-жадвал

λ, м	10	1	0,1	0,01	0,001	0,0001
ρ, м	111,80	35,35	11,18	3,53	1,11	0,35

Шуни ҳам таъкидлаш жоизки, радиолиниянинг узунлигига тенг бўлган эллипсоиднинг катта ўқи ўлчами унинг кичик ўқи ўлчамидан бир неча минг марта катта. Бу эллипсоиднинг трасса бўйлаб жуда ҳам чўзилганлигидан далолат беради.

Бундан ташқари, аҳамият касб этувчи фазо бўлаги фақатгина йўналмаган антенналар қўлланилган ҳолдагина айланма эллипсоид шаклига эга бўлади. Реал шароитда эса унинг шакли анча мураккаб бўлиб, антеннанинг йўналганлик диаграммаси шаклига (ЙД) боғлиқдир.

3.2. Ер атмосферасининг тузилиши

Атмосфера – бу ерни ўраб олган ва уни айланма харакатида қатнашувчи газсимон қобиқдир.

Атмосферанинг ташқи қисми ернинг магнит майдони билан қамраб олинган зарядланган заррачалардан иборат. Атмосферанинг ташқи чегараси масофаси ўзгариб туради ва магнит майдони тинч холатида ернинг икки-уч радиусига тенг баландликда, кучли магнит ғалаёнларида эса (магнит бўронларида) ернинг йигирма радиусигача бўлган масофада жойлашади. (Ер радиуси а=6370 км). Радиотўлқинларнинг тарқалишига асосан, атмосферанинг 1000 км гача бўлган қисми таъсир қўрсатади.

Радиотўлқинлар тарқалиш шартларини бахолашда ер атмосферасини уч қисмга бўлиб ўрганилади. Булар тропосфера, стратосфера ва ионосферадир.

Тропосфера - бу ер атмосферасининг энг қуйи қатлами бўлиб, қутбий кенгликда 8-10 км, ўрта кенгликда 10-12 км, тропикларда эса 16-18 км баландликгача жойлашади. Тропосферада бутун хаво массасининг 4/5 қисми тўпланган.

Стратосфера – тропосферанинг юқорисида, 50-60 км гача баландликда жойлашган. Стратосфера худди тропосфера каби газнинг нейтрал заррачаларидан иборат бўлиб, ундан хароратнинг тақсимот қонуни билан фарқ қилади. Стратосфера ўз хусусиятига кўра эркин фазога яқиндир. Стратосферадан юқорида, атмосферанинг ташқи чегарасигача ионосфера жойлашган бўлиб, у эркин заррачалар - электрон ва ионларнинг кўплиги билан ажралиб туради.

Атмосферанинг кимёвий таркиби. Атмосфера газини ташкил этувчи кимёвий элементларнинг ўзига хос электр ва магнит тузилишига эга бўлган молекула ва атомлари, атмосферанинг электр ва магнит хоссаларини белгилаб беради. Тропосферада пайдо бўладиган сув буғлари радиотўлқинларнинг тарқалишига катта таъсир ўтказади. Тропосферада хаво намлиги баландлик ортиши билан кескин камайиб боради ва унинг юқори чегарасида хаво намлиги ер яқинидагидан юзлаб марта кичик бўлади.

Ҳаво оқимининг жадал харакати қуруқ хавони доимо аралаштириб туради ва бу жараён хавонинг кимёвий таркибини 90 км баландликкача биржинсли бўлишини таъминлайди. Қуруқ атмосфера гази бу баландликкача молекуляр холатдаги азот ва кислороддан иборат. Тахминан 60 км баландликда хаво таркибида озоннинг (О₃) хиссаси ортади ва бу холат атмосферанинг ушбу сохасида иссиқлик режимининг ўзгаришига сабаб бўлади. 90 км дан юқорироқда, молекулалар қуёшнинг ультрафиолет нурлари таъсирида диссоциацияланади ва атомларга бўлинади. 1000 км дан юқорида газларнинг молекуляр оғирликларига қараб диффузион бўлиниши натижасида, атмосфера бу сохада асосан нейтрал ва ионизацияланган водороддан ташкил топади. Водород эса энг енгил газдир.

Атмосфера газининг харорати. Харорат - газ заррачалари ўртача кинетик харакатланишининг ўлчами бўлиб, унинг электр параметрларига таъсир этади. Турли баландликларда атмосфера газининг харорати бир-биридан фарқ қилади. Тропосфера қуёш нурлари учун деярли шаффоф бўлганлиги учун, ундаги иссиқлик энергиясининг асосий манбаи қуёш томонидан қиздирилган ер сирти ҳисобланади. Ер юзига яқин жойлашган хаво, исиш натижасида юқорига кўтарилади ва совуган хаво билан ўрин алмашади. Бу жараён тўхтовсиз давом этади. Шундай қилиб, тропосфера пастдан юқорига қараб исиб боради. Бунда, ер юзасининг алохида қисмларида нотекис исиш натижасида юзага келадиган хаво массаси тропосферада хаво оқимларининг вертикал йўналишда аралашишига сабаб бўлади. Бу жараён – турбулентлик деб аталади. Тропосферанинг юқори чегараси, баландлик ортиши билан харорат пасайишининг тўхташи орқали аниқланади. Хароратнинг ўртача вертикал градиенти 6 град/км ни ташкил этади.

60 км га яқин баландликда юзага келадиган хароратнинг кўтарилишига, озон қатлами томонидан қуёш ультрафиолет нурларининг ютилиши сабаб бўлади. 80 км дан юқорида атмосферанинг иссиқлик режими асосан қуёш нурларининг ютилиши натижасида ўрнатилади. Бу ютилиш эса 500 км дан юқорироқда хароратнинг 2000-3000 К гача кўтарилишига олиб келади.

Нейтрал заррачаларнинг зичлиги, яъни хажм бирлигидаги нейтрал заррачалар сони қатлам хароратига, газнинг молекуляр оғирлигига ва оғирлик кучининг тезланишига боғлиқ бўлади. Бу кўрсаткичларнинг барчаси баландлик ўзгаришига боғлиқ.

Ер атмосфераси фазовий-нобиржинсли ютувчи мухит бўлиб, унинг юқори қатлами бўлмиш ионосфера плазмаси эса дисперсион ва анизотроп хоссаларга хам эга. Радиотўлқинларнинг бундай мухитда тарқалиши қуйидаги физик жараёнлар билан ифодаланади:

а) атмосферанинг фазовий нобиржинслилиги туфайли тўлқинларнинг синиши; синиш жараёни тўлқиннинг анизотроп ионсферада икки нурга ажралиши туфайли янада мураккаблашади;

б) атмосферанинг махаллий нобиржинслиликларида майдоннинг сочилиши;

в) тропосфера газлари ва туман, ёмғир каби ёғингарчиликларда майдон кучланганлигининг сусайиши;

г) ионосферанинг чекланган ўтказувчанлиги натижасида юзага келадиган ютилиш;

д) анизотроп ионосферада тўлқин қутбланишининг ўзгариши ва ёғингарчиликлардаги деполяризация;

е) атмосферанинг электрик хоссалари ўзгариши натижасида майдон кучланганлигининг мунтазам ва тасодифий флуктуацияси;

ж) қабул қилинаётган сигналнинг кўпнурлилиги туфайли сигнал спетрининг бузилиши ҳамда дисперсияси.

Радиотўлқинларнинг синиши. Амосферанинг диэлектрик сингдирувчанлиги баландлик ўзгариши билан бир текис ўзгаради. Бундай мухитда тарқалаётган радиотўлқиннинг траекторияси текис эгрилашади. Бу жараён – рефракция деб аталади.

Рефракция мавжуд бўлганда тўлқин траекторияси шундай эгри чизиқни тасвирлайдики, тўлқин энергиясининг тарқалиш тезлигини тавсифловчи вектор бу траекторияга урунма ҳисобланади. Маълумки, кенг полосали сигналнинг тарқалишида, дисперсиясиз муҳитда (тропосфера, стратосфера) фаза тезлиги вектори, дисперсияли мухитда (ионосфера) эса гурухий тезлик вектори урунма вектор сифатида намоён бўлади.

Атмосферанинг турли баландликларида тўлқиннинг тарқалиш тезлиги турлича бўлади. Шунинг учун ҳам, тўлқин фронтининг элементлари (турли бўлаклари) бир-биридан фарқ қилувчи тезликлар билан тарқалади ва бу рефракция ходисасини юзага келтиради, яъни, тарқалиш жараёнида тўлқин фронти бурилади.

Радиотўлқиннинг атмосферадаги траекториясини аниқлашда геометрик оптиканинг яқинлашиш усулига мурожаат қилинади. Бу усул нобиржинсли мухитда жамланган кўпгина дискрет нурлар тўпламини узлуксиз тўлқин жараёни сифатида кўриб чиқади. Бунда, мухитнинг хар бир нуқтаси синган ва аксланган нурлар манбаи сифатида намоён бўлади. Тўлқинларни нур сифатида тасвирлаш фақатгина синиш коэффициенти n жуда хам охиста ўзгарадиган нобиржинсли мухитлардагина қўлланилиши мумкин. Бунда, тўлқин узунлигига яқин қийматга эга бўлган масофада n(h)=соnst шарт бажарилиш лозим ва биринчи яқинлашишда аксланган нурни мавжуд эмас деб қабул қилиш ва тарқалиш жараёнида фақатгина синган нур қатнашмоқда деб хисоблаш мумкин. Бу турдаги яқинлашиш усулини ЎУТ ва УТ (λ>1000 м) диапазонларидан бошқа барча диапазонларда қўллаш мумкин.

3.3. Тропосферанинг радиотўлқинларнинг тарқалишига таъсири

Тропосферанинг диэлектрик сингдирувчанлиги. Хар қандай мухит каби, атмосферанинг хам электрик хусусиятлари диэлектрик сингдирувчанлик, магнит сингдирувчанлик ва солиштирма ўтказувчанлик параметрлари билан тавсифланади. Атмосферанинг магнит сингдирувчанлигини катта аниқлик билан ўзгармас деб қабул қилиш мумкин ва уни магнит сингдирувчанлик доимийсига тенг деб олинади. Қолган иккита параметр эса кузатиш нуқтасининг ҳолатига, қуёш фаоллигига, тарқатилаётган тўлқин частотасига боғлиқ равишда сезиларли даражада ўзгариб туради.

Тропосферанинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги қуйидагича аниқланади

бу ерда р-газ босими, мБар; е-хавонинг абсолют намлиги, яъни, хаво буғларининг босими, мБар; Т-харорат, К.

Формуладан кўриниб турибдики, р ва е қийматлари канча катта бўлса, ε_т хам шунчалик катта бўлади. Бу эса, р ва е қийматлари ортган сари хажм бирлигидаги молекулалар сони хам кўпайиб боришини ва қутбланиш токининг ортишини англатади. Т (Кельвин харорати) қиймати катталашган сари молекулаларнинг хаотик иссиқлик харакат тезлиги ортади ва боғлиқ зарядларнинг тартибли харакатланишига халақит беради. Натижада, қутбланиш токи камаяди.

Тропосферанинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги тропосферанинг синиш коэффициенти n_T билан қуйидагича боғлиқ

Сув буғлари синиш коэффициентига кучли таъсир ўтказади. n_т нинг қиймати (ε_т қиймати хам) Ер юзаси яқинида қиймат жихатидан 1 дан деярли фарқ қилмайди ва у тахминан 1,00025…1,00046 га тенг. Ҳисоблаш амалларини олиб боришда бу қийматни ишлатиш ноқулайликларга олиб келгани учун, тропосферада синиш коэффициенти индекси N_т киритилган. Бу индекс ушбу коэффициентнинг бирдан неча миллион қисмга фарқ қилишини кўрсатади

Синиш коэффициенти индексининг сон қийматлари “N_т бирликлар” деб аталади. У ер юзасида 260 дан 460 N_т бирликкача ўзгаради. N_т қийматининг h баландликка боғлиқлиги тропосферанинг синиш коэффициенти индексининг градиенти dN_т/dh билан баҳоланади.

Амалиётда, шунингдек, тропосфера диэлектрик сингдирувчанлигининг вертикал градиенти тушунчасидан ҳам фойдаланилади

Шунингдек, радиотўлқинларнинг тарқалишига тропосфера диэлектрик сингдирувчанлигининг локал нобиржинслилиги кучли таъсир ўтказади.

Қатламли нобиржинслиликлар горизонтал ўлчамлари вертикал ўлчамларидан анча катта бўлган шаклланишлардан иборатдир. Уларнинг пайдо бўлишига хароратли инверсия холати ва булутлилик сабаб бўлади. Қатламли нобиржинсли муҳитнинг жадаллиги тахминан 10^-6 дан
5·10^-5...10·10^-5гача тебранади. Ердан кўтарилган сари, яъни баландлик ортиши билан қатламларнинг жадаллиги ва сони камайиб боради. Қатламли нобиржинсли муҳитларнинг ўлчамлари кенг миқъёсда ўзгаради. Қатламлар қалинлиги бир неча юз метрларга, унинг горизонтал ўлчамлари эса бир неча ўн километрларга етиши мумкин.

Турбулент характерга эга бўлган нобиржинсли мухитнинг ўлчамлари хар томонлама бир хил қийматларга эга бўлади. Атмосфера газининг қайишқоқлиги суст бўлганлиги учун, унинг харакати деярли доимо турбулент характерга эга бўлади. Тропосферада, хар қандай метеошароитларда хам нобиржинсли мухит доимо мавжуд.

Турблент нобиржинсли мухитнинг ўлчамлари элементар уюрмаларнинг ўлчамлари билан аниқланади ва бир неча миллиметрдан бир неча ўн метрларгача бўлиши мумкин.

Тропосфера нобиржинслилигининг ер тўлқинлари тарқалишига таъсири эрамиздан аввалги II асрдаёқ маълум бўлган “атмосфера рефракцияси” ҳодисаси билан узвий боғлиқ. Атмосфера рефракцияси ходисаси ёруғлик нурларининг синишини, демакки, радиотўлқинларнинг хам Ер атмосферасида тарқалиши жараёнидаги синишини англатади.

Тропосферада, радиотўлқинларнинг эгрилашиш траекториясининг радиуси қуйидагича аниқланади

Маълумки, тропосферада n_t≈1 га тенг. Нур қия тушганда sinφ =>1 шарт ўринли бўлади. Бундан

ифодаси келиб чиқади.

Ушбу ифода шуни кўрсатадики, тропосферанинг пастки қатламларида нурнинг оғиш радиуси синиш кўрсаткичининг абсолют қиймати билан эмас, балки, баландлик билан синиш кўрсаткичининг ўзгариш тезлиги орқали аниқланади. Хосиланинг манфий ишораси, синиш коэффициенти баландлик ортиши билан камайган ҳолдагина эгрилик радиусини мусбат бўлишини, яъни тўлқин траекториясининг қавариқлиги юқорига йўналган бўлишини кўрсатади. Бутун қалинлиги бўйича градиентнинг доимийлиги билан тавсифланувчи нормал тропосферада радиотўлқинлар траекториясининг айлана радиуси R=25000 км га тенг бўлган ёй шаклига эга бўлади. Шуни хам таъкидлаш жоизки, нормал тропосферада, радиотўлқинлар ёруғлик нурларига нисбатан кўпроқ синади. Бунга сабаб эса, доимий диполь моментига эга бўлган ва чекланган оғирликли сув молекулалари ёруғлик диапазонига мос келувчи юқори частотали электромагнит майдон (4·10¹⁴Hz...7,5·10¹⁴Hz) таъсири остида ўз йўналишини ўзгартира олмайди. Аксинча, радиотўлқинлар диапазонида (f<3·10¹¹ МГц) эса, қутбий молекулалар тебраниш жараёнида тўлиқ қатнашади ва тропосферанинг синиш коэффициенти ўзгаришига олиб келади. Ёруғлик тўлқинлари учун R_T≈50000 км га тенг. Нормал тропосферада мавжуд бўлган атмосфера рефракцияси нормал рефракция деб аталади.

Ер шарининг эквивалент радиуси тушунчаси ҳақида. Интерференцион формулалардан фойдаланган холда, кўтарилган узатувчи ва қабул қилувчи антенналар учун, радиотўлқинларнинг тарқалишига атмосфера рефракциясининг таъсирини бироздан сўнг кўриб чиқамиз. Маълумки, бундай шароит фақат ультрақисқа тўлқинлар диапазонида учрайди. Ультрақисқа тўлқинлар диапазонида бундай ҳисоблашнинг зарурийлиги, интерференцион формулалардан фойдаланилганда, қабул нуқтасидаги сигналнинг натижавий майдони тўғри ва ердан аксланган нурларнинг геометрик йўллари фарқига боғлиқлигидир. Интерференцион формулаларни келтириб чиқариш радиотўлқинларнинг тўғри траектория бўйлаб тарқалади деган тахминга асосланган. Хақиқатда эса, радиотўлқинлар эгри чизиқли траектория бўйича тарқалади ва бу, нурларнинг босиб ўтилган йўл бўйича геометрик фарқига таъсир этади. Бундан ташқари, диэлектрик сингдирувчанликнинг баландлик ортиши билан ўзгариши, радиотўлқинларнинг тарқалиш тезлигига хам таъсир кўрсатади. Демакки, “нурларнинг оптик йўли фарқи” га хам таъсир кўрсатади. Босиб ўтилган йўл фарқининг радиотўлқиннинг тарқалиш тезлигини хисобга олган қиймати “нурларнинг оптик йўли фарқи” деб аталади. 3.5-расмда, биржинсли атмосферада тўғри чизиқли траектория бўйлаб тарқалаётган тўғри ва ердан аксланган радиотўлқинлар кўрсатилган. Юқорида айтиб ўтилганидек, нормал тропосферада радиотўлқинлар эгри чизиқли траектория бўйича тарқалади (расмда узлуксиз чизиқ билан кўрсатилган).

3.5-расм. Реал атмосферада радиотўлқинларнинг тарқалиш траекторияси

Тўғри чизиқли траекторияни айланма ёйлар билан алмаштирилиши нурларнинг босиб ўтадиган масофаси қийматини ўзгартиради. 1933 йилда Скиллинг, Берроуз ва Феррелллар атмосфера рефракцияси таъсирини инобатга олишнинг оддий усулини таклиф этишди. Бу усулда, иккала нур аввалгидек тўғри чизиқли траектория бўйлаб тарқалаверади. Бироқ, бу нурлар а радиусли ер юзаси бўйлаб эмас, балки, а_э эквивалент радиусли ер юзаси бўйлаб тарқалмоқда деб қаралади. Эквивалент радиуснинг қиймати, нур билан ер юзаси орасида доимий эгриликнинг реал шароитда ҳам тарқалишнинг эквивалент схемаси холатида ҳам сақланиб қолиш шарти билан аниқланади (3.2-жадвал).

Таҳлилий геометрияда нисбий эгриликни 1/а – 1/R_T айирма орқали ифодаланади. Бундан 1/а – 1/R_T = 1/а_э - 1/∞ шарт келиб чиқади. Ушбу ифодадан эса ернинг эквивалент радиусини хисоблаш формуласини келтириб чиқарамиз

, .

Нормал тропосфера рефракцияси шароитида а_э=8500 км. Ер шарининг эквивалент радиуси хақидаги тасаввур, нобиржинсли атмосферанинг таъсирини инобатга олиш имконини беради. Бу эса, формулалардаги хақиқий ер радиусини унинг эквивалент қиймати билан алмаштириш орқали амалга оширилади. Ернинг эквивалент радиусидан фойдаланилганда тўғри кўриниш масофасини аниқлаш формуласи қуйидаги кўринишга эга бўлади

3.2-жадвалда ернинг эквивалент радиуслари қийматлари ва турли хил тропосфера рефракцияси ҳолатлари учун нурнинг реал ва эквивалент траекториялари келтирилган. Узатгичдан унча катта узоқликда бўлмаган масофаларда ернинг қавариқлигини инобатга олишнинг хожати йўқ. Бу холатда атмосфера рефракцияси мавжудлигини ҳам хисобга олмаслик мумкин.

3.2-жадвал.

Атмосферадаги диэлектрик сингдирувчанлиги суст нобиржинсликка эга қатламларда радиотўлқинларнинг сочилиши. Атмосфера - бу шундай муҳитки, унда баландлик ўзгариши билан диэлектрик сингдирувчанлик қиймати ε(h) нинг охиста ўзгариши кузатилади. Шу билан бирга, нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги ўраб турган мухитнинг қийматидан Dε қийматга фарқ қилувчи локал кўчма мухитлар ҳам мавжуд. Бинобарин, равон нобиржинслилик ҳамда маҳаллий кўчма мухитлар ҳам тўлқинларнинг сочилиш жараёнида бирдек қатнашади. Сочилиш жараёни деб – электромагнит тўлқиннинг нобиржинсли муҳитдан қайта нурланиши (аксланиши) ва бирламчи тўлқин йўналишидан фарқ қилувчи йўналишларда тарқалишига айтилади.

Сочилган майдон структурасини кўп нурли деб фараз қилинади. Бу структуранинг элементар ташкил этувчилари, бирламчи майдоннинг нобиржинсли муҳитнинг турли бўлакларида сочилиши натижасида юзага келади. Сочувчи муҳитнинг хоссаларига кўра, икки турдаги сочилиш эътироф этилади: когерент ва нокогерент.

Нокогерент сочилиш - фазодаги тартибсиз харакатланувчи маҳаллий биржинсли бўлмаган диэлектрик сингдирувчанликли муҳитлардан бирламчи майдоннинг қайта аксланиши натижасида юзага келади. Бунда элементар майдонларнинг фазаси вақт бўйича тасодифий мустақил (бир бирига боғлиқ бўлмаган) қонунларга асосан ўзгаради.

Когерент сочилиш – фазалари аниқ (тасодифий бўлмаган) қонунга асосан ўзгарувчи элементар майдонларнинг қўшилиши натижасидир.

Нобиржинсли муҳитнинг ҳусусиятлари атмосфера қатламида бир хил эмас. Радиотўлқинлар атмосферанинг тропосфера ва ионосфера қатламларида сочилиши мумкин. Биринчи механизм - тропосферали узоқ тарқалиш (ТУТ), иккинчи механизм эса - ионосферали сочилиш (ИР) деб юритилади. Алоқа тизимларида асосан ТУТ кенг фойдаланилади. Сочилган майдон характеристикасини ТУТ трассалари геометриясига ва тропосфера параметрларига нисбатан кўриб чиқамиз (3.6-расм).

Сочилиш шароитларини баҳолашда ушбу радиолинияда сочилган майдонни шакллантиришда самарали қатнашаётган тропосфера қатламини билиш лозим. Бу қатлам – самарали сочувчи ҳажм ёки оддийгина, сочувчи хажм В_соч деб аталади. ТУТ линияларида қабул қилувчи пунктлар гохида анча узоқда, горизонт чизиғи ортида жойлашади. Бундай ҳолатларда, алоқа тропосферада жойлашган нобиржинсли қатлам ҳисобига амалга оширилади. Ушбу ҳажмнинг пастки чегараси узатувчи ва қабул қилувчи антенналар ва ер сиртига урунма чизиқлар хосил қилувчи текислик билан белгиланади (3.6-расм).

3.6-расм. Сочилиш бурчаги ва хажмини аниқлаш

Сочувчи хажмнинг қуйи чегараси h_min≈ r²/(8a_э) баландликда жойлашади. Ўрта рефракция шароитларида, r=200…600 км узунликдаги трассаларда h_min=0,6…5 км га тенг. Йўналтирилган антенналардан фойдаланилганда сочувчи хажмнинг ўлчамлари антенналарнинг йўналганлик диаграммалари кесишмасидан ҳосил бўладиган сирт билан чегараланади. В_соч нинг чизиқли ўлчамлари (эни ва бўйи) антенналарнинг йўналганлик диаграммалари кенглиги Dq₀га пропорционал, В_соч хажм эса Dq₀³ га пропорционал. В_соч=r³Dq³/(4q_соч); q_соч≈ r/a_э. Бу ерда q_соч – узатувчи ва қабул қилувчи антенналарнинг йўналганлик диаграммалари кесишмасидан хосил бўлган сочилиш бурчаги. Узунлиги 200…600 км бўлган трассаларда q_соч≈1,3…4⁰ га тенг, яъни сочувчи хажм трасса бўлаб узоққа чўзилган. Сочувчи ҳажмнинг тропосферадаги жойлашишига қараб бу хажмда уч хил нобиржинсли мухит бор деб ҳисобланади: турбулент келиб чиқишга эга локал нобиржинсликлар, инверсион қатламлар ва равон нобиржинсликлар ε_т(h). Биринчи турдаги нобиржинсликлар нокогерент сочилган майдонни юзага келтиради. Қолган иккитаси – когерент сочилган майдон ташкил этувчиларини ҳосил қилади.

Назарий тадқиқотлар шуни кўрсатадики, нокогерент сочилувчи майдон жадаллиги θ_соч=0 да (бирламчи майдоннинг тарқалиш йўналишида) кескин максимумга эга. Сочилишнинг бундай тури—олдинга сочилиш дейилади ва у суст нобиржинсликлар натижасида ҳосил бўлади. Суст нобиржинсли муҳит орқали бирламчи майдон энергияси асосан олдинга қараб ўтади ва кичик қисмигина ён йўналишлар бўйича сочилади. Бу жараён ТУТ да чиндан хам мавжуд ҳолатдир. Радиолиния узунликлари ошган сари сочилган майдон жадаллиги тезда камаяди, чунки сочилиш бурчаги θ_соч оралиқ масофа r га пропорционалдир. θ_соч бурчагини кичрайтириш мақсадида ва шунингдек, қабул килиш нуқтасида майдон кучланганлигини ошириш учун узатувчи ва қабул қилувчи антенналар йўналганлик диаграммаларини ерга яқинлаштиришга (босишга) харакат қилинади.

ТУТ да когерент ва нокогерент сочилиш натижасида шаклланадиган реал майдон вақт ва фазода тезкор ва охиста флуктуацияга учрайди, яъни сигнал сатхи ўзгарувчан. Бу жарёнда майдон амплитудаларининг тақсимоти ностационар мураккаб тасодифий жараён асосида кечади.

Тропосферада радиотўлқинларнинг сусайиши. Газлардаги сусайиш. Узунлиги 3…5 см дан кичик бўлган (f > 6...10 ГГц) ва ер атмосферасида тарқалаётган радиотўлқинларда эркин фазодаги йўқотишлар билан бирга газлардаги ютилиш натижасида қўшимча энергия йўқотилишлари юзага келади. Бу ютилишларнинг резонанс ва норезонанс кўринишлари мавжуд.

Норезонанс ютилиш - молекулаларнинг майдон таъсирида тебраниши натижасида юзага келадиган ўзаро ишқаланиш кучини енгиб ўтиш учун сарфланадиган энергия хисобига юзага келади.

Резонанс ютилиш эса молекуланинг ўз квант энергиялари тўпламига эгалиги ва уларнинг натижасида майдоннинг ютилиши ёхуд нурлантирилиши билан боғлиқ. Ҳар бир молекула, квант механиқаси қонунларига асосан фақат ўзининг шахсий квантлар энергияси тўпламини ёки уларга тегишли бўлган частоталар спектрини ютиши (ёки нурлантириши) мумкин. Агар молекуланинг бирон дискрет частотаси майдон частотаси билан мос тушса, ташқи майдон энергияси ютилади. Ютилган энергия хисобига молекула юқорироқ энергетик сатхга кўчади. Атмосфера газларида мавжуд кимёвий моддалардан фақатгина кислород ва сув буғларининг ютилиш спектрлари радиодиапазон спектрида жойлашган. Майдон кучланганлигининг кислород ва сув буғларидаги сусайишини газлардаги сусайтириш кўпайтирувчисининг модули В_r билан ўлчанади. Одатда бу кўрсаткични децибелларда ифодаланади.

В_r= γ_H2O r_Н2O+ γ_O2r_O2.

бу ерда γ_О2ва γ_Н2О – тўлқиннинг ер сиртига нисбатан горизонтал тарқалишида юзага келадиган масофали сусайишлар, дБ/км.

r_O2 ва r_H2O – кислород ва сув буғлари учун трассаларнинг эффектив узунликлари. 3.7-расмдан кўриниб турибдики, сув буғлари 22 ГГц, 183 ГГц ва 320 ГГц частоталарда, кислород эса 60 ГГц ва 120 ГГц частоталарда ютилиш полосаларига эга. Трассаларнинг эффектив узунликлари трасса бўйлаб нотекис ютилиш шартларини инобатга олади.

3.7-расм. Турли частоталарда кислород ва сув буғларида радиотўлқинларнинг ютилиши

Ер усти линияларида r_Н2_O≈ r_O2≈ r, бу ерда r – трассаниннг геометрик узунлиги. Космик алоқа линияларида тўлқин бутун тропосфера қатламидан ўтади. Бу трассада сув буғлари ва кислороднинг баландлик бўйича тақсимоти ўзгарувчан. Бундан ташқари, космик аппарат ердаги қабул пунктига нисбатан силжийди ва бунда тарқалиш йўли узунлиги кўтарилиш бурчагининг горизонтга нисбатан жойлашишига боғлиқ бўлади. 3.8-расмда турли Δ бурчаклардан ва турли частоталарда сусайиш кўпайтирувчисининг ҳисобланган қийматлари келтирилган. Бу чизма тинч тропосфера орқали ўтувчи тўлқин учун чизилган.

3.8-расм. В_r_(f) нинг частотага боғлиқлиги

Ёғингарчилик холатидаги сусайишлар. Атмосферадаги сув конденсатлари кўринишидаги турли хил ёғингарчиликлар — ёмғир, туман, булут, дўл, қор (улар ўз навбатида томчи ва муз парчаларидан ташкил топган), радиотўлқинларнинг сусайишига сабаб бўлади. Сусайишлар асосан биринчидан, заррачалардаги норезонанс ютилишлар ва иккинчидан заррачаларда энергиянинг сочилиши натижасида содир бўлади.

Радиотўлқинларнинг ёғингарчиликнинг кескин чегарасидан аксланиш ҳисобига хам сусайиши содир бўлиши мумкин. Ёғингарчиликлардаги сусайиш f > 6 ГГц (λ<5 см) частотадан бошлаб сезила бошлайди ва f > 10 ГГц дан юқори частоталарда янада кучли намоён бўлади. Сусайишлар асосан ёмғир, туман ва булутларда кўпроқ кузатилади.

Ёмғирда сусайиш: Децибеллда ифодаланган ёмғирдаги сусайиш кўпайтирувчиси қуйидагига тенг

В_ё=γ_ё*r_эё.395-расмда масофали сусайиш γ_ё нинг турли жадалликдаги ёмғирда J_ё частотага боғлиқлик графиги келтирилган. Кўриниб турибдики, ёмғир жадаллиги ва майдон частотасининг ортиши билан γ_ё кўрсаткич ошади. Трассанинг эффектив узунлиги r_Э_ё ёмғир ёғиши жадаллигини вертикал ва горизонтал текисликларда инобатга олади. Суст ва ўрта жадалликдаги ёмғирларда ер усти радиолинияларида J_ё<20 мм/h, r_Э_ё≈r шарт кузатилади. Қолган холларда r_Э_ё=k_r*r, бу ерда k_r-графикдан аниқланувчи коэффициент.

3.9-расм. Ёмғирдаги масофавий сусайиш

Туман ва булутлардаги сусайишлар. Бу сусайиш бирлик хажмдаги мавжуд сув миқдорига, хаво хароратига ва тўлқин частотасига боғлиқ. Туманларнинг сувлилиги асосан М_т ≈0,25 г/м³ га тенг, булутларнинг сувлилиги эса кенг миқёсда ўзгаради ва ўртача М₀ ≈ (0,1...8) г/м³ га тенг бўлади. Туман ёки булутлардаги сусайтириш кўпайтирувчисининг дБ даги ифодаси В_тб=γ_тбr_тб, сусайиш коэффициенти γ_тб= k_тбr_тб, k_тб – солиштирма сусайиш коэффициенти, М_тб – сувлилик, г/м³.

Ер усти линияларида тўлқиннинг туман орқали ўтиш йўли (r_т) трасса узунлиги r га тенг бўлади. Космик линияларда эса бу масофа траекториянинг кўтарилиш бурчаги D га ва туман ёхуд булут қатламининг вертикал ўлчами l_т_б га боғлиқ, яъни, r_тб(D) = l_тбсоsесD, бу ерда
l_т ≈ 0,3...2,3 км, а l_б £ 10 км.

3.4. Ионосферанинг радиотўлқинлар тарқалишига таъсири

Ионосферада зарядланган заррачаларнинг тақсимоти. Ионосферада, яъни, 50…60 км дан баландда нейтрал заррачалардан ташқари эркин заррачалар: электронлар, мусбат ва манфий ионлар бор. Ионосфера электрик хоссасига кўра нейтралдир, чунки мусбат ва манфий зарядланган заррачалар миқдори тенг. Бундай қатламлар плазмага хос ва бунда ионосфера плазмаси хақида сўз юритиш мумкин.

Ионосферада радиотўлқинларнинг тарқалишига кичик масса ва инерцияга эга бўлган эркин электронлар кўпроқ таъсир кўрсатади. Ионосфера плазмасининг асосий параметрлари қуйидагилар: электронлар концентрацияси (зичлиги) N_e (1/м³) ва оғир заррачалардан (мусбат ионлар, нейтрал молекулалар ва атомлардан) иборат электронларнинг самарали ўзаро тўқнашиш частоталари γ_сам (1/s).

Атмосферада эркин зарядлар ионизация жараёни натижасида пайдо бўлади. Бу жараёнда таъсир этаётган майдон натижасида молекула ва атомларнинг ташқи қобиғидаги бир нечта электронлар тортиб олинади. Атмосферадаги газлар ионизациясининг асосий манбаи - фотон кўринишидаги қуёш радиациясидир. Ионизация юзага келиши учун талаб қилинадиган энергия миқдорини хисоблаб кўрилса, фотоионизация жараёни фақатгина қуёшнинг ултрафиолет ва ундан қисқа нурланишлари (λ<0,134 µм) натижасида юзага келтирилиши мумкинлиги маълум бўлади.

Ер атмосферасида, фотонизация жараёнидан ташқари, корпускулаларнинг нейтрал заррачалар билан тўқнашуви натижасида пайдо бўладиган зарбали ионизация хам ўрин олган. Корпускула деб – қуёшдан отилиб чиқадиган ва қуёш шамолини ҳосил қиладиган зарядланган (электрон ва протонлар) заррачаларга айтилади. Ўрта кенгликларда зарбали ионизация унча катта ахамият касб этмайди. Зарбли ионизация кўпинча қутбли районларда пайдо бўлади. Чунки, ер атмосферасига етиб келган корпускулалар асосан қутбий районлар орқали оқиб киради.

Атмосферадаги эркин зарядлар миқдори нафақат ионизация жараёнига, балки ионизациянинг йўқолишига сабаб бўлувчи тескари жараёнларга хам боғлиқдир. Бу жараёнларнинг энг ахамиятлиси – рекомбинация жараёнидир. Рекомбинация жараёни иссиқликнинг бетартиб харакати натижасида юзага келади. Бунда қарама-қарши ишорали заррачалар электростатик тортишиш кучи таъсирида бир–бирига шунчалик яқинлашадики, натижада улар ўзаро бирлашиб нейтрал молекула ва атомларга айланади.

Ионосферанинг электрон концентрацияси N_e рекомбинация ва ионизация жараёнининг мувозанати (баланси) орқали аниқланади. Идеаллаштирилган ҳолатда N_e(h) нинг тақсимоти атмосферанинг энг юқори нуқтасида битта максимал қиймат N_e_max га эга бўлади (3.10-расм).

3.10-расм. Оддий қатламнинг шаклланишига

Бундай тақсимланишга эга қатлам оддий қатлам (Крючков – Чемпен қатлами) деб аталади. Оддий қатламнинг пайдо бўлиши ионлашган нурланишнинг жадаллиги П_с нинг ер юзасига яқинлаш сари камайиши, нейтрал заррачаларнинг зичлигининг эса шу йўналишда ортиши билан шартланади.

N_e(h) нинг максимал қиймати ионлашган нурланиш хали у қадар кучли сўниб улгурмаган, нейтрал зарраларнинг зичлиги хам унчалик камайиб улгурмаган унча баландликда кузатилади. N_emax қиймат кузатилган баландлик ионосферани икки қисмга ажратади, яъни шу баландликдан юқори қисми ташқи ионосфера, пастки қисми эса ички ионосфера деб аталади.

Реал атмосферада N_e(h) нинг тақсимот қонуни мураккаб характерга эга. 3.11-расмда, ўлчовлар асосида олинган электрон концентрациясининг баландлик бўйича тақсимот қонуни чизмаси кўрсатилган.

3.11-расм. Ионосферанинг тузилиши

Ички ионосферада N_e(h) нинг бир нечта нисбий максимумлари кузатилади. Максимумлар кузатиладиган баландликлар ички ионосферани бир нечта қатламга ажратади. Булар мунтазам қатламлар бўлиб, D, E, F₁ ва F₂ қатламлар номи билан аталади. Ионосферанинг ушбу қатламлари ҳолати кундалик ва мавсумий ўзгаришларга дучор. Бу ўзгаришлар қуёш радиациясининг мавсумий ва кундалик ўзгариши натижасида юзага келади. D қатлами – кундузги қатлам хисобланади. Кун ботгандан кейин D қатлам рекомбинация жараёни натижасида йўқолади. Е қатлам куну-тун мавжуд, бироқ, унинг кундузги вақтдаги электрон концентрацияси N_e тундагига нисбатан юқори бўлади. F₁ қатлами ўрта кенгликда, фақат ёзги мавсумда кундузи кузатилади, бошқа пайтда F₁қатлами F₂ қатлами билан уйғунлашиб (аралашиб) ягона F қатламини ташкил қилади. F₂ қатлам хар доим мавжуд, аммо унинг параметрлари сезиларли даражада ўзгариб туради.

Ўртача 11 йил давом этадиган қуёшнинг фаоллик цикли давомида ионосфера холатининг ўзгариши хам мунтазам характерга эга. Қуёшнинг фаоллиги одатда қуёш доғларининг нисбий сони ВТ (Вольф сони) га қараб тавсифланади.

Доимий қатламдан ташқари ионосферада, яна номунтазам спорадик қатламлар мавжуд. Улар E ва F қатламларида пайдо бўлади, аммо уларга нисбатан анча юқори электрон концентрациясига эга бўлади. Спорадик қатламлар мураккаб тузилишга эга ва горизонтал йўналишда ўлчамлари чекланган. Одатда, бу қатламнинг горизонтал ўлчами бир неча юз км дан ошмайди.

γ_эф нинг қиймати асосан заррачалар орасидаги масофа ва уларнинг харакат тезлигига боғлиқдир. Ер юзасидан баландлашган сайин γ_эф қиймати камаяди.

Ионосферанинг электрик хоссалари. Ионосферанинг диэлектрик сингдирувчанлиги ва электр ўтказувчанлиги. Ташқи майдон натижасида ионосферага йўналтириладиган тўлиқ ток турли токлар суммасига тенгдир, булар: эркин фазодаги силжиш токи ва майдон таъсирида бзага келадиган конвекцион токлардир.

бу ерда u_е – электронларнинг тартибли харакатланишдаги ўртача тезлиги.

бу ерда е - электрон заряди, м_е - электрон массаси, ε₀ – электр доимийси,

w = 2πf- циклик частота.

Формула шуни кўрсатадики, тўлқин майдони натижасида кўзғатилган конвекцион ток актив ва реактив ташкил этувчилардан иборат. Токнинг реактив ташкил этувчиси электронларнинг инерцияси натижасида фаза бўйича майдондан 90⁰ кеч қолади. Токнинг актив ташкил этувчиси эса майдон билан синфаз холатда бўлиб, ўтказувчанлик токи (j_ўтк = s_ИЕ) ни ифодалайди. Унинг натижасида қайтариб бўлмайдиган жараён, иссиқлик йўқотишлари юзага келади. Ионосферада тўлиқ ток зичлиги қуйидагига тенг

Эслатиб ўтиш жоизки, йўқотишлар мавжуд бўлган мухитда тўлиқ ток зичлиги j = iw(ε₀ε – iσ / w) га тенг. Бу ифодани олдинги ифода билан солиштириб, ионосферанинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги ε_и ва ўтказувчанлиги σ_и ни топамиз

Етарлича юқори частоталарда, w²» g²_эф шарт бажарилганда (бу шартлар УҚТ ва ҚТ диапазонларида бажарилади) ε_и ва σ_и ифодалари анча соддалашади

; ,См/м.

Бу формулалардан келиб чиқкан холда, ионосферанинг асосий хусусиятларини кўриб чиқамиз. ε_иформуласи шуни кўрсатадики, ионосферада нисбий диэлектрик сингдирувчанлик:

- конвекцион ток хисобига эркин фазонинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлигидан кам (ε<1). Эркин электронлар майдонга қарама-қарши йуналишда харакатланади, j_сэса йўналиши бўйича Е билан мос келади. Шунинг учун конвекцион ток ионосферадаги силжиш токидан айириб ташланади ва ионосферадаги умумий реактив токни камайтиради;

- электрон концентрациясига ва тўқнашувлар частотасига боғлиқ. Улар вақт-фазо функцияси сифатида ўзгаради. Шу сабабдан, ионосфера электрик нобиржинсли мухитд хисобланади. 3.12-расмда h баландлик бўйича ионосфера қатлами ε_и кўрсаткичининг ўзгариш қонуни кўрсатилган. Кўриниб турибдики, диэлектрик сингдирувчанлик аввалига камаяди, сўнгра баландлик ортиши билан ионизация қатламининг максимуми ҳам ортади;

- диэлектрик сингдирувчанлик қиймати частотага боғлиқдир, яъни ионосфера – десперсион мухитдир. Бу холат чекланган массага эга бўлган электронларнинг инерцион хусусиятга эга эканлигини англатади. Частота ортиши билан электронларнинг тартибланган харакат тезлиги камаяди ва конвекцион ток хам камаяди. Натижада ионосферанинг хусусиятлари оддий эркин фазо хусусиятларидан фарқ қилмай қўяди. Ионосферанинг радиотўлқинлар тарқалишига бўлган таъсири асосан f<100 МГц (λ>3 м) частоталаргача сезилади;

- агар кўлланилаётган майдон частотаси ω ионосфера плазмасининг хусусий частотаси ω_е га тенг бўлса, диэлектрик сингдирувчанлик ноль қийматларини қабул қилиши мумкин.

ω<ω_e частоталарида ионосферанинг диэлектрик сингдирувчанлиги ε_и<0. 3.12-расмда h₁ ва h₂ баландликларда бирон f₃ частота учун ε_и<0 ҳолати келтирилган. Ионосферанинг бу мухитида f₃ частотали радиотўлқинлар тарқала олмайди, балки у қатламдан аксланади.

3.12-расм. N_e ва e_и нинг баландлик бўйича тақсимоти

Солиштирма ўтказувчанлик учун хосил қилинган формулалар қуйидаги хулосалар чиқаришга имкон беради:

1. Турли баландликларда ионосферанинг ўтказувчанлиги турлича, чунки бу кўрсаткич электрон концентрациясига ва уларнинг ўзаро тўқнашишлар частотасига боғлиқ. Улар эса ўз вақтида баландликка боғлиқ равишда ўзгаради. 3.13-расмда N_eваγ_сам қийматлари ва улар кўпайтмалари N_eγ_сам нинг h баландликка боғлиқлиги кўрсатилган. Расмдан кўриниб турибдики, 100 км баландликдан пастроқда N_e нинг бир-икки тартибга камайиши кузатилса хам, γ_сам нинг кескин ортиши ушбу холатда мувозанатни қайта тиклайди. Шунинг учун ҳам N_eγ_сам кўпайтманинг қиймати ионосферанинг Е қатлами қуйи қисми ва D қатламида максимал қийматларга эга бўлади. Натижада N_eγ_сам кўпайтмаси солиштирма ўтказувчанлик σ_и нинг бу баландликларда хам максимал қийматга эга бўлишига сабаб бўлади. D қатламнинг фақат кундузи мавжуд бўлишини хисобга олган холда, яна бир хулоса чиқариш мумкин – кундузги вақтда ионосферада ютилиш тунги вақтга караганда кўпрок содир бўлади;

3.13-расм. N_eg_эф кўпайтмасининг h баландликка боғлиқлиги

2. Частота ошгани сари ионосферада ютилишларга сабаб бўлувчи солиштирма ўтказувчанлик камайиб боради. Инерция хисобига частота ортгани сари электронларнинг ўртача тебранма тезлиги ва энергияси камаяди. f >100 МГц частотада ионосферада ютилишлар деярли кам бўлади.

Ионосферада радиотўлқинларнинг синиши ва аксланиши. Ионизацияланган қатламдан аксланиш шартлари. Шу пайтгача ионизацияланган биржинсли газда радиотўлқинлар тарқалишининг турли усуллари кўриб чиқилди. Реал ионосфера аслида ионизациялашган биржинсли бўлмаган газдан ташкил топган. Ионосферанинг биржинсли бўлмаганлиги радиотўлқинларнинг унда тўғри чизиқли эмас, балки эгри чизиқли траектория бўйича тарқалида кўриш мумкин. Бизга маълум шароитларда, радиотўлқинлар ионосферадан тўлиқ аксланган ҳолда ерга қайтади.

Аввал радиотўлқинларнинг “ясси ионосферада” тарқалиш ҳолатини кўриб чиқамиз. Ясси ионосфера - бу электрон концентрацияларнинг бир ҳил қийматли сиртлари ўзаро параллел бўлган текисликни хосил қилувчи ионизацияланган газ холатидир (3.14-расм).

3.14-расм. Қатламли ясси ионосферада радиотўлқинларнинг синиши

Бундан ташқари, биз, ионосферани аввалига электрон концентрациялари тенг бўлган юпқа ясси қатламлардан ташкил топган деб қабул қиламиз. Биринчи қатламнинг электрон концентрациясини N_е1 орқали ва шу тақлид қолган қатламларнинг электрон концентрацияларини хам белгилаб оламиз. Бунда, N_е1 < N_е2 < N_е3 <...<N_еn тенглик бажарилади деб ҳисоблаймиз. Фараз қилайлик, ионизациялашмаган ҳаво қатламидан ясси ионосферанинг энг қуйи қатламига f частотали нур φ бурчак остида тушмоқда (3.14-расм). Синиш коэффициенти ифодасига асосланган холда,

1 > n_и1> n_и2> n_и3>…> n_иn> n_иn+1 шартни ёзиш мумкин. Ҳар бир чегарага синуслар қонуни қўлланган холда, n_и0sinφ₀= n_и1sinq₁; n_и1sinφ₁=n_и2sinq₂ ёки n_и0sinφ₀= n_и1sinφ₁=n_и2sinφ₂=…= n_и
nsinφ_n шартни ҳосил киламиз.

Етарли миқдордаги синишлар сонидан кейин h_аксбаландликдаги n-қатламда тушиш бурчаги 90⁰га жуда хам яқинлашиши мумкин. Фараз қилайлик, φ_n≈90⁰ бўлган ва четдаги хадларнинг тенглиги сақланган ҳолда

sinφ₀= n_и ёки ёки , , га эга бўламиз. Бу ерда f = f_к_psecφ₀ - секанс қонуни; φ₀– ионосфера қатламига тўлқиннинг тушиш бурчаги.

Траектория энг юқорисида тўлқин фронтининг қайрилиш (рефракция) ходисаси тўлиқ ички аксланиш (ТИА) шарти туфайли юзага келади. Таъкидлаш жоизки, тўлиқ аксланиш ходисаси юзага келиши учун тўлқин оптик жихатдан анча зич бўлган мухитдан оптик зичлиги кичик бўлган мухитга критик бурчакдан катта қийматда тушиши керак. ТИА учун қўшимча шартлари қуйидагилар:

1. Радиотўлқин траекториясининг эгрилик радиуси а+h_акс дан кам бўлиши керак;

2. Радиотўлқиннинг қайрилиш (рефракцияланиш) нуқтасида dN_е/dh нинг қиймати критик қийматдан юқори бўлиши керак.

Ҳисоблашлар шуни кўрсатадики, иккинчи шарти деярли доимо автоматик равишда бажарилади ва бу холатда секанс қонуни шартининг бажарилиш асосий ахамият касб этади.

Қўшимча шартнинг амалий мохияти қуйидагича: аксланиш нуқтасида электрон концентрацияси албатта ортиб бориши керак. Радиотўлқин хеч қачон электрон концентрацияси максимал бўлган қатламдан, хамда баландлик ортиши билан электрон концентрацияси қиймати камайиб борувчи қатламдан аксланмайди.

Критик частота деб, нурни вертикал холатда ионосферага йўналтирилганда ушбу қатламдан аксланадиган энг максимал радиотўлқин частотасига айтилади. Рефракция фақатгина - радиотўлқиннинг частотаси f_кр дан кичик бўлган холдагина мавжуд бўлади. Агар бу шарт бажарилмаса, тўлқинлар ионосферадан аксланмайди ва ундан ўтиб кетади.

Ионосферадан вертикал йўналтирилган нурларнинг аксланиши. Юқорида айтиб ўтганимиздек, ионосферага вертикал тушаётган радиотўлқинлар фақатгина уларнинг частотаси критик қийматдан кичик бўлгандагина аксланади. Хақиқатдан, ҳисоб формулаларида φ₀=0 шарт бажарилган холатда n_и=0 ва ε_и =0 эканлигини кўриш мумкин. Шундай қилиб, айтиш мумкинки, вертикал йўналтирилган нур фақатгина нисбий диэлектрик сингдирувчанлик нолга тенг бўлган ионосфера қатламидан аксланади.

Баландлик ортиши билан электрон концентрациянинг ортиб боришини инобатга олган холда, хулоса қилиш мумкинки, бу баландликларда нисбий диэлектрик сингдирувчанлик манфий қийматга эга бўлади, синиш коэффициенти n_и эса мавхум қийматга айланади. Шуни алохида таъкидлаш жозки, n_и хеч қачон нолга тенг бўлмайди.

Ионосферада тарқалаётган радиотўлқинларга Ер магнит майдонининг таъсири. Ер шарининг доимий магнит майдони йўналиши бўйлаб радиотўлқинларнинг тарқалиши. Электромагнит тўлқин йўқлигида, ионосферада, электронлар доимий магнит майдони йўналишига перпендикуляр текисликда айланма харакатланади. Радиотўлқинларнинг тарқалиши вақтида содир бўлаётган жараёнларни кўриб чиқишда чизиқли қутбланган тўлқинни иккита қарама-қарши йўналишли айланали қутбланган тўлқинлар мисолида кўриб чиқиш афзал (3.15-расм).

Соат стрелкаси бўйлаб (ўнгга) харакатланувчи Е вектори учун тўлқин ташкил этувчилари қуйидаги кўринишда ёзилади: Е_х1= Е/2, Е_у1= -iЕ/2, чапга айланувчи қутбланиш турида эса ифодалар Е_х11= Е/2, Е_у11= + iЕ/2 кўринишга эга бўлади.

Агар натижани текшириш учун тўлқин ташкил этувчиларини x ва y ўқлари бўйлаб жойлаштирилса, у ҳолда Е векторининг х ўқи бўйлаб ҳосил бўлишини кўришимиз мумкин.

3.15-расм. Радиотўлқинларнинг ернинг доимий магнит майдони йўналишида тарқалиши

E_I вектори ва доимий магнит майдонида жойлашган электроннинг харакатланиш йўналишлари бир хил. Электроннинг доимий магнит майдони ва тўлқин таъсири натижасида юзага келадиган силжишлари доимо қўшилади ва электрон тўлқин таъсирида одатий холдагига кўра каттароқ масофага силжийди. E_II тўлқин эса электронни унинг доимий майдондаги силжишга қарама-қарши йўналишда силжитади ва умумий силжиш масофаси иккала таъсирнинг айирмасига тенг бўлади. Бундан келиб чиқадики, Электроннинг E₁ва E₁₁ майдонлар таъсиридаги силжиш йўналишлари бир биридан фарқлидир.

Ионлашган газ чап ва ўнгга айланувчи қутбланишда турли даражада қутбланади. Қутбланиш даражаси муҳитнинг диэлектрик сингдирувчанлигига боҳлиқ эканлигини эътиборга оладиган бўлсак, ушбу мухитнинг ε параметрлари қутбланиш турига боғлиқ равишда ўзгаришини англашимиз мумкин.

Шундай қилиб, агар тўлқин доимий магнит майдони йўналишида тарқалса, чизиқли қутбланган тўлқин иккита қарама-қарши харакатланувчи айланали қутбланган тўлқинга ажралади. Юқорида айтилганидек, бу холда мухитнинг диэлектрик сингдирувчанлиги икки айланали қутбланган тўлқинлар учун хар хил қийматга эга бўлади. Натижада, бу тўлқинлар турли фаза тезликларига эга бўладилир. Бундан ташқари, доимий магнит майдони йўналишида тарқалаётган тўлқинларнинг қутбланиш текислиги бурилади. Тўлқиннинг E₁ ва E₁₁ ташкил этувчилари бир биридан айланиш йўналиши бўйича фарқ қилганлиги сабабли, улар доимий магнит майдони таъсирида турлича ютилишларга учрайди. Бу эса натижавий тўлқиннинг элиптик қутбланишга эга бўлишига олиб келади. Тўлқин тарқалиш жараёнида эллипсни катта ўқи бурилади ва энди ўша ташкил этувчиси кўпроқ ютила бошлайди. Натижада, эллипс кенгаяди. Ушбу жараён натижасида эллиптик қутбланиш айланалига ўзгариши мумкин.

Радиотўлқинларнинг Ер шарининг доимий магнит майдони йўналишига перпендикуляр йўналишда тарқалиши.. Тўлқинни z ўқи бўйича тарқалмоқда, магнит майдонини эса у ўқининг манфий қийматлари сохаси томон йўналган деб тасаввур қилайлик. Бу холатда Е вектори хоу текислигида ётади ва магнит майдонига перпендикуляр йўналган Е_Х, хамда магнит майдони йўналиш билан мос келувчи Е_У ташкил этувчисига эгадир (3.16-расм).

3.16-расм. Ернинг магнит майдони йўналишига кўндаланг йўналишда радиотўлқинларнинг тарқалиши

Маълумки, электроннинг тезлигига Е_У тўлқин майдони таъсир этмайди, чунки Лоренц кучи нолга тенг. Магнит майдони куч чизиқларига перпендикуляр йўналишда тарқалувчи тўлқин иккита ташкил этувчига ажралади. Биринчи ташкил этувчида Е вектори магнит майдон чизиқлари билан мос тушади ва тўлқин тарқалишига таъсир кўрсатмайди. Бу тўлқин “одатий” тўлқин деб аталади. Тўлқиннинг иккинчи Е ташкил этувчиси эса доимий магнит майдон куч чизиқларига нормал (перпендикуляр) йўналган. Бу тўлқин мухитнинг диэлектрик сингдирувчанлиги томонидан белгиланувчи фаза тезлигига эга бўлади. Бундай шароитда кўндаланг ташкил этувчининг фазаси билан мос тушмайдиган Е вектор ташкил этувчиси пайдо бўлади. Бу эса тўлқиннинг эллиптик қутбланишига сабаб бўлади. Бу тўлқинни “ўзгача” тўлқин дейилади.

Шундай қилиб, тўлқин одатий ва ўзгача тўлқинларга ажралади. Одатий ва ўзгача тўлқин ташкил этувчилари турли ютилишларга эга (ионосферада ўзгача тўлқин кучлироқ ютилишга дучор) ва турли баландликлардан хар хил аксланади. Ернинг магнит майдони ионосферада зарядларнинг харакатланиш характерини мураккаблаштиради ва ушбу қатламда диэлектрик сингдирувчанлик хамда ўтказувчанликнинг ўзгаришига сабаб бўлади.

Харакатдаги электронга магнит майдони Лоренц кучи орқали таъсир кўрсатади. Бу эса, электроннинг траекториясини буралишига ва спиралсимон траектори бўйлаб харакатланишига сабаб бўлади. Электронларнинг магнит майдони куч чизиқлари атрофида (таъсир этувчи бошқа майдон йўқлигида) айланиш чатотаси “электроннинг гиромагнит частотаси” деб аталади. Ўрта кенгликларда гиромагнит частота 1,4 МГц
(l = 214 м) га тенг ва ўрта тўлқин диапазонига таалуқли. Кучли ютилиш мавжудлиги учун ушбу частотада ишлаш тавсия этилмайди.

Буларнинг барчаси, ер магнит майдонига хар хил йўналишда тарқалаётган тўлқинларнинг турли қийматли токлар хосил қилишига олиб келади. Натижада, ионосферанинг диэлектрик сингдирувчанлиги ва ўтказувчанлиги тўлқиннинг тарқалиш йўналишига боғлиқ бўлади. Шунинг учун хам ионосфера анизотроп мухит хисобланади.

Ионосферада махаллий нобиржинсликлар. Ионосферада электрон концентрациясининг доимий ўрта қийматлардан оғиши радиолиниялар фаолиятига таъсир кўрсатади. Икки турдаги оғиш фарқланади: ўрта қиймат атрофидаги флуктуациялар ва ўрта қийматларнинг давомий аномал ўзгаришлари. Флуктуациялар доимий равишда кузатилиб борилади, аномал ўзгаришлар эса – фақат ионосферада нотинчлик бўлган холларда юзага келади. Флуктуациялар - ионосферанинг нобиржинсли тез ўзгарувчан микротузилмасини белгилаб беради. Ионосфера – вақт давомида ўзгарувчи ва фазода силжувчи махаллий шаклланишлардан иборатдир. Нобиржинсликларда электрон концентрация миқдори ионосферанинг шу бўлагидаги ўрта қийматдан фарқ қилади.

Кичик масштабли нобиржинсликлар. Горизонтал ўлчамлари юзлаб метргача бўлган кичик масштабли нобиржинсликлар ионосферада турбулентлик ва диффузия жараёнлари натижасида хосил бўлади. Нобиржинсликларнинг жадаллиги ундаги электрон концентрацияси пасайишининг ўрта қийматга бўлган нисбатидан аниқланган ўрта квадратик қиймат ёрдамида бахоланади. 80…400 км баландлик оралиқларида кичик масштабли нобиржинсликларнинг жадаллиги тахминан 10^-2 қийматга эга.

Йирик масштабли нобиржинсликлар. Горизонтал ўлчамлари юзлаб километргача бўлган йирик масштабли нобиржинсликлар ионосферадаги тебраниш жараёнлари натижасида хосил бўлади. Улар эллипсоид шаклига эга бўлиб ернинг магнит майдони куч чизиқлари бўйлаб йўналади.

Ионосферадаги сусайиш. Радиотўлқинларнинг ионосферада тарқалишида унинг 2 сабабга кўра сусайиши кузатилади: ютилиш (иссиқлик йўқотилиши) ва Фарадей эффекти хисобига қутбланишли йўқотишлар.

Ютилиш. Чекланган ўтказувчанликка эга бўлган ионосферада сусайиш кўпайтувчисининг модули кейинги ифода ёрдамида хисобланади В_и= ехр[-Г_и(r)], бу ерда Г_и(r) – r йўлдаги ютилишнинг интеграл коэффициенти. Бу йўлда ушбу коэффициентнинг ўзгариш қонуни δ_и функция ёрдамида аниқланади. δ_и= γ_эф(1-n_и²) / (2с₀n_и), бу ерда с₀ – ёруғлик тезлиги.

Ютилишни ҳисоблашнинг икки ҳолатини мавжуд. Биринчи холати “оғишли ютилиш” деб номланади. Бунда, тўлқин траекторияси акслантирувчи қатламда тўғричизиқли траекториядан кучли оғиб кетади. Ионосфера қатламининг синдириш коэффициенти бунда n_и<1 шартга жавоб беради ва ютилиш коэффициентини юқоридаги ифода бўйича хисобланади. Иккинчи ҳолат – радиотўлқинларнинг синишсиз ўтадиган қатламларига таалуқли бўлиб, бу қатламда синиш коэффициенти n_и≈1 га тенг. Бу қатламларда ютилишларни “оғишсиз ютилиш” деб атайдилар ва ютилиш коэффициентининг ўзгариш қонуни δ_и= γ_эф(1 - n_и²)/(2с₀) ёрдамида инобатга олинади. Шуни хам ёдда тутиш лозимки, Г_и коэффициенти нафақат δ_и га, балки, масофа узунлиги r га ҳам боғлиқ. Ионосферанинг оғишсиз сохасида Г_и қиймати частота пасайиши ва трасса масофасининг узайиши билан ортиб боради. Оғишли сохада эса боғлиқлик аксинча. Бунга сабаб, акслантирувчи қатламда тўлқинлар сингиш чуқурлигининг камайишидир. Ютилиш қийматининг натижавий частотавий боғлиқлиги, Г_и нинг оғишли ва оғишсиз қатламлардаги айирмалардан хисобланганлиги учун, хар хил бўлиши мумкин.

Фарадей эффекти хисобига қутбланишли ютилишлар. Ернинг доимий магнит майдони таъсири натижасида ионосфера анизотроп хусусиятларга эга бўлади. Ионосферадаги бирламчи чизиқли қутбланган тўлқин иккита, бир бирига қарама қарши харакатланувчи айланали қутбланишларга ажралади. Ҳар бир ташкил этувчининг ўз синиш коэффициенти бўлиб, одатий тўлқинда n_и⁰, ўзгача тўлқинда эса n_и^х билан белгиланади ва улар хар хил қийматга эга. Бу фарқ эса тўлқинларнинг хар хил фаза тезлигига ва ўзаро хар хил фаза қийматига эга бўлишига сабаб бўлади. Ионосферада, тўлқиннинг r_и масофани босиб ўтишида пайдо бўладиган φ⁰ ва φ^х фазалар силжиши қуйидаги ходиса сабабли юзага келади: чизиқли қутбланган тўлқиннинг натижавий қутбланиш текислиги иккита айланали қутбланган тўлқинларнинг қўшилиши туфайли бошланғич ҳолатидан ψ_эф бурчакка бурилади.

Анизотроп ҳоссали ионосферада қутбланиш текислигининг бурилиши Фарадей эффекти ҳисобига юз беради. Бу бурилиш хисобига узатувчи ва қабул қилувчи антенналар қутбланиш тури бўйича ўзаро номутаносиб (созланмаган) бўлиб қолади ва қабул сусайганлиги туфайли энергия йўқотишлари юзага келади.

Электрон концентрацияси ўрта қийматларининг бир соат ёки ундан кўпроқ вақт давом этувчи давомий аномал ўзгаришлари - ионосферадаги нотинчлик ёки бўронлар деб айтилади. Радиолиниялар ишлашида мухим ахамиятга эга бўлган бўронлар корпускуляр табиатга эга. Эслатиб ўтамиз, корпускулалар атмосфера газининг зарбли ионизациясини келтириб чиқаради. Ионосферада бўронлар, ер атмосферасининг қуёшдан нурлатилган корпускулалар оқимига тушиб қолганидагина юзага келади. Ернинг магнит майдони таъсири остида етиб келган копрускулаларнинг бир қисми зарядланган заррачалар каби магнит куч чизиклари атрофида спирал бўйича харакатланади ва қутбий кенгликларга йўналади. Корпускуляр оқимлар нафақат ионосфера бўронларини, балки магнит бўронларини ҳам келтириб чиқаради. Шунинг учун кўпинча магнит-ионосфера нотинчликлари ҳақида сўз юритилади. Кузатиш нуқтасининг қайси кенгликжа жойлашганига қараб бўронлар турлича бўлади.

Корпускуляр келиб чиқишга эга нотинчликлар ўрта ва қуйи кенгликларда F қатламининг электрон концентрациясини аномал ўзгаришига сабаб бўлади. Фақатгина, жудаям кучли бўронларда нотинчликлар ионосферанинг қуйи қатламларига етиб келади.

Ўрта кенгликларда салбий нотинчликлар кузатилади. Бунда қатламнинг электрон концентрацияси қиймати 30…40% га камаяди. Бўрон вақтида F₂қатламдаги электрон концентрациясининг равон ўзгаришига жадал нобиржинсликлар қўшилади.

Қутбий кенгликларда корпускуляр табитга эга нотинчликлар ионосферанинг барча қатламларида (жумладан D қатламда ҳам) ионизациянинг ўзгаришини келтириб чиқаради. D қатламда ионизациянинг аномал ўзгариши унинг электр ўтказувчанлиги ўзгаришига сабаб бўлади ва натижада радиотўлқинларнинг ютилиши ортади. Қутбий ёғду кузатиладиган сохада D ва F₂ қатламларининг бир вақтда нотинч бўлиши юзага келади. Бунинг натижасида, қатламнинг ёришган қисмида N_еmах нинг пасайиши, қоронғу қисмида эса N_еmах нинг спорадик шаклланишлар (пайдо бўлган қўшимча қатламлар) хисобига ортиши кузатилади.

Қуёшда кузатиладиган хромосферали чақнаш натижасида катта қувватли рентген нурланишлари юзага келади. Бу эса D қатлами ионизациясининг жадал равишда ортишига ва тўлқинли табиатга эга нотинчликларнинг юзага келишига сабаб бўлади. Бу турдаги нотинчликлар ютилиш қийматининг кескин ортиши билан намоён бўлади (Делинжер эффекти). Бу ходиса тўсатдан (кутилмаганда) содир бўлади ва бир неча минутдан 1…2 соатгача давом этиши мумкин. Одатда улар ер шарининг бутун ёритилган қисмини қамраб олади ва географик кенгликка қараб турли жадалликларда тақсимланади.

4. ЕР РАДИОТЎЛҚИНЛАРИНИНГ ТАРҚАЛИШИ

4.1. Ер радиотўлқинларининг тарқалишида содир бўладиган физик жараёнлар. Ер радиотўлқинлари майдонини ҳисоблаш усулларининг синфланиши

Атмосфера ва ер шарининг реал хусусиятларини инобатга олган ҳолда, ер юзасига атмосферанинг ер сиртига яқин қисмида жойлашган нурлатгич хосил қилувчи майдонни аниқлаш жуда хам мураккаб масала ҳисобланади. Бунда, масала ечимини осонлаштириш учун айрим соддалаштиришлар киритилади. Ер шарининг устки қисми электрик хоссаларига кўра биржинсли, сферик ва идеал ясси деб қабул қилинади. Атмосферанинг (хавонинг) электрик параметрлари эркин фазо параметрларига тенг деб олинади.

Ер тўлқинининг майдонини, бирламчи нурлатгич томонидан нурлатилган майдон натижасида ерда ва хавода хосил бўлган иккиламчи майдонларнинг суперпозицияси натижаси деб ҳисоблаш мумкин. Ернинг яримўтказгич хоссаси, хаводаги тўлқиннинг ерга сингишига ва сусайишига сабаб бўлади. Ер шарининг сферик шакли тўсиқ сифатида намоён бўлади ва ер тўлқинлари горизонт чизиғи ортига ушбу тўсиқни енгиб ўтиш орқалигина тарқала олади. Тўсиқни енгиб ўтиш жараёни – дифракция деб аталади. Тўлқинлар сферик сиртда тарқалганда, ясси сиртдаги тарқалишга нисбатан кўпроқ йўқотишларга дуч келади.

Амалиётда, диракцион масалаларни ечишда, уларни бир нечта хусусий масала сифатида кўриб чиқилади. Ҳисоб усулларини қўллашда асосан антенналарнинг ер сиртидан қандай баландликда ўрнатилганлиги ва трасса масофаси мезон сифатида танланади. Бу иккала параметр Френель зоналарини ер курраси томонидан қай даражада соялаштирилишини (тўсилишини), шунингдек майдоннинг дифракция жараёни натижасида юзага келадиган сусайиш қонунини белгилаб беради.

Антеннанинг жойлашиш баландлигига қараб, масалани икки синфга ажратилади. Биринчи синф масалаларига қуйидагилар киради: антеннани ўрнатилиш баландлиги h>>λ ва бу антенна нурланмайдиган фидер орқали энергия билан таъминланади. Бундай антенналар “кўтарилган антенналар” деб аталади. Амалиётда УҚТ диапазони антенналарининг барчаси ва ҚТ диапазонининг юқори қисмида қўлланиладиган баъзи антенналар кўтарилган антенналар хисобланади. Иккинчи синф масалаларига қуйидагилар киради: бунда h<<λ шарт бажарилади ва антенналар паст жойлашган деб аталади. Ушбу шартга жавоб берувчи холат дифракция жараёнини назарда тутган холда ЎУТ, УТ, ЎТ ва қисман ҚТ диапазониларида мавжуд.

Ер тўлқинининг тарқалиш йўналишида, қабул нуқтасининг майдон билан ёритилганлигини ҳисобга олган ҳолда уч зона ажратилади: I - ёритилган зона, II – яримсоя зонаси ва III – соя зонаси. Бу зоналар 4.1-расмда тасвирланган. «Ёритилган зона» ибораси фақатгина кўтарилган антенналардагина мазмун-мохиятга эга. Паст жойлашган антенналарда, узатувчи антенна яқинидаги ер қисмини «ясси Ернинг яқинлашиш зонаси» деб номланади, чунки бу зона чегарасида Ер сиртини деярли ясси деб хисоблаш мумкин.

4.1-расм. Радиотрассанинг зоналарга бўлиниши

Яримсоя ва соя зоналарида, кўтарилган ва паст жойлашган антенналар учун майдон кучланганлигини ҳисоблаш Фокнинг умумий дифракцион формулаларига асосан олиб борилади.

4.1-жадвалда келтирилган ер сирти характерини таҳлил қилганимизда, биз қуйидагиларга эътибор беришимиз лозим: денгиз суви учун ўтказувчанлик ва силжиш токлари зичликларининг нисбати 60λσ≈ε шарт фақатгина тўлқин узунлиги λ=0,33 м бўлгандагина бажарилади. Шунинг учун, сантиметрли диапазондаги радиотўлқинлар учун, масалан, денгиз суви диэлектрик сифатида намоён бўлади.

4.1 жадвал

Ер устки қатламини тури	ε	σ, См/м
Денгиз суви	80	1…6
Дарё ва кўлларнинг чучук суви	80	10^-3…10^-2
Нам ер	10…30	310^-3…310^-2
Қуруқ ер	3…6	110^-3…510^-3
Музлаган ер	3…6	10^-3…10^-2
Муз (t= - 10⁰ C)	4…5	10^-2…10^-1
Қор (t= - 10⁰C)	1	10^-6

Нам ер холатида юқоридаги шарт фақатгина тўлқин узунлиги λ=17 м бўлгандагина бажарилади. Нам ерни метрли ва ундан қисқа тўлқин диапазонларида диэлектрик сифатида қабул қилишимиз мумкин. Шундай қилиб, сантиметрли ва ундан қисқа диапазондлар учун барча турдаги ер қатламларини идеал диэлектрик ва унга яқин хусусиятларга эга деб айтишимиз мумкин.

Шуни таъкидлаб ўтиш керакки, кўтарилган антенналар холатида ер радиотўлқинларининг тарқалиш шартларини баҳолаганда, радиолиния масофаси r ва тўғри кўриниш масофалари r₀ таққосланади (4.2-расм). Узатувчи ва қабул қилувчи антенналар учун h₁,h2<<a шарт бажарилади. Бу ерда а=6370 км, ер шарининг радиуси. Шунинг учун хам, катта айлананинг ёйи бўйича ҳисобланадиган r₀ масофа тахминан АВ тўғри чизиқ узунлигига тенг ва ифода ёрдамида ҳисобланади. Албатта, тропосферадаги рефракция жараёнини инобатга олсак, ифода ёрдамида хисобланади. Бу ерда, ер шарини эквивалент радиуси қийматидан фойдаланилган ва у , dN/dh – тропосферадаги синиш коэффициенти индексининг градиенти.

4.2-расм. Тўғри кўриниш масофасини аниқлаш

Антенналарнинг ўртача бир неча ўн метргача ўрнатилиш баландликларида тўғри кўриниш масофаси 50...60 км ни ташкил қилади. Шундай қилиб, h>>λ ҳолатида, ер тўлқинида ишловчи радиолиния трассаларининг зоналарга бўлиниши қуйидагича усулда амалга оширилади:

r ≤ 0,8r₀ – ёритилган зона;

0,8r₀< r < 1,2r₀ – яримсоя зонаси;

r ≥ 1,2r₀ – соя зонаси.

Ернинг сферик шакли радиотўлқинларнинг тарқалишига тўсиқ сифатида намоён бўлади. Горизонт чизиғи ортига тарқалаётган тўлқинлар бу тўсиқни енгиб ўтиши лозим бўлади. Албатта, бу ишни тўлқин дифракция ходисаси хисобига амалга оширади. Маълумки, дифракция хисобига тўлқин энергияси сусаяди. Устига устак, тўлқинларнинг, радиуси 6370 км га тенг бўлган ноидеал сферик экран (ер шакли назарда тутиляпти) бўйлаб ўтиши катта йўқотишларни юзага келтиради.

4.2. Кўтарилган узатувчи ва қабул қилувчи антенналар холатида радиотўлқинларнинг тарқалиши

Ер радиотўлқинларининг тарқалишини кўриб чиқишни албатта қуйидаги оддий усулдан бошлаган маъқул. Узатувчи ва қабул қилувчи антенналар орасидаги масофа қисқа бўлганда Ер куррасининг қавариқлигини инобатга олмасдан, уни деярли ясси деб хисоблаш мумкин. Демак, Ер куррасини бутун трасса давомида ясси ва биржинсли деб хисоблаймиз. Масала қуйидагича қўйилади: геометрик параметрлар берилган: узатувчи ва қабул қилувчи антенналар орасидаги масофа, узатувчи ва қабул қилувчи антенналарнинг баландликлари h₁ ва h₂, хамда электрик параметрлар: узатувчи антеннага бериладиган қувват Р₁, узатувчи ва қабул қилувчи антенналарнинг кучайтириш коэффициентлари G₁ ва G₂, тўлқин узунлиги λ, тўлқиннинг қутбланишини тури, ернинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги ε ва электр ўтказувчанлиги σ. Одатда, хисоблашларда, Р₁G₁кўпайтма ўрнига эквивалент изотроп-нурлатилаётган қувват Р_Σдан фойдаланилади

Бу ерда F(Δ) ва F(φ) – узатувчи антеннанинг вертикал ва горизонтал текисликлардаги қувват бўйича меъёрланган йўналганлик тавсифлари.

Вазифада В сусайиш кўпайтирувчисини ва майдон кучланганлигини қуйидаги формула бўйича аниқлашимиз талаб қилинади

1922 йилда академик Б.А. Введенский томонидан кўрсатилганидек, қабул қилиш нуқтасидаги радиотўлқин майдонини иккита (тўғри ва ердан аксланган) нурларнинг интерференцияси натижаси сифатида кўриб чиқишимиз мумкин (4.3-расм).

4.3-расм. Қабул нуқтасида майдонни хисоблаш усули

Хаво-Ер чегараси бўйлаб тарқалаётган радиотўлқинларга оид масалаларни ечишда ернинг диэлектрик сингдирувчанлигининг абсолют комплекс катталиги катта ахмиятга эга

Одатда, бу кўрсаткич 10 дан кам бўлмайди. Лекин, қуруқ қум учун дециметрли диапазонда ε_к=2…5 га тенг бўлади. Ер сиртининг радиотўлқинларни акслантириш хусусияти нисбий комплекс диэлектрик сингдирувчанлик параметри билан узвий боғлиқ. Вертикал қутбланиш R_в ва горизонтал қутбланиш R_г учун аксланиш коэффициенти модули қийматларини қуйидаги формулалардан аниқлаш мумкин

бу ерда γ- сирпаниш бурчаги

Хаво – ер чегараси бўйлаб тарқалаётган ер тўлқини ҳавода ва ерда токларни қўзғатади ва улар ўз навбатида иккиламчи майдон манбалари сифатида намоён бўлади. Гюйгенс-Кирхгоф принципига кўра, қабул нуқтасида ер тўлқини хосил қилган майдонни, бирламчи майдон томонидан ерда ва хавода юзага келтирилган иккиламчи майдонларнинг суперпозицияси сифатида қараш мумкин. Ер қатламининг ўтказувчанлиги чекланган бўлганлиги учун, унда тўлқин энергиясининг иссиқлик йўқотишлари юзага келади. Шунинг учун хам, иккиламчи манбаларнинг жадаллиги (қиймати) эркин фазодагига нисбатан суст бўлади. Ернинг чуқур қатламларига майдоннинг кириб боришига ер қатламининг ўзини экран сифатида тутиши (сирти эффект хисобига) сабаб бўлади. Бу эса радиотўлқинларнинг ер остига (пастки ярим шарга) сингишига тўсиқ бўлади.

Қабул нуқтасида майдон кучланганлиги қуйидагига тенг

Формула, қабул нуқтасидаги майдоннинг интерференцион тузилишга эга эканлигини англатади. Антеннадан узоқлашиб борганимиз сари майдон тасвири қуйдагича ўзгаради (4.4-расм). Масофа r нинг ўзгариши аргументнинг косинус қийматини ўзгаришига сабаб бўлади. Косинус қиймати 1 га тенг бўлгандагина майдон максимал қийматга эга бўлади, яъни соs [θ + 4πh₁h₂ / (λr) ] = 1 бўлганда

, бу ерда N = 0, 1, 2,… В_max= 1 + R..

4.4-расм. Сусайиш кўпайтирувчисининг R=1 да масофага боғлиқлик графиги

Косинус қиймати “-1” га тенг бўлганда майдон қиймати минимал бўлади, яъни

соs[θ + 4πh₁h₂/ (λr)] = - 1 бўлганда,

, N = 0, 1, 2,… В_min= 1 - R .

Максимум ва минимумларни хисоблаш радиотрасса охиридан бошлаб олиб борилади., яъни узатувчи антеннага яқинлашганимиз сари, кузатиладиган максимумнинг тартиб рақами ортиб боради. r ≤ масофада майдон кучланганлигининг максимум ва минимумлари кузатилади, r > бўлганда эса масофа ортиши билан майдон кучланганлигининг равон сусайиши кузатилади.

Интерференцион формулаларни янада соддалаштириш. Масофа ортиши билан R қиймати 1 га, θ эса 180⁰ га интилади. Бу ҳолда

ёки

Масофанинг янада ортиши билан, 2πh₁h₂/(λr)≈π/9 шарт бажарилганда, аргумент синусини r≥18h₁h₂/λ холатидаги аргументи билан алмаштириш мумкин. У холда

Бу формула МДХ давлатларида академик Введенский номи билан юритилади. Чет эл мамлакатларида эса “квадратик” формула деб аталади. Чунки, r≥18h₁h₂/λ масофаларда майдон кучланганлиги қиймати масофани квадратига боғлиқ равишда камайиб боради. Шуни доимо ёдда тутиш лозимки, Введенский формуласини қўллаш мумкин бўлган шароитларда, ер сиртидан аксланган нур зарарли деб ҳисобланади. Чунки у тўғри нур майдонини компенсациялашга харакат қилади. Майдоннинг векториал йиғиндисини хосил бўлиши (қабул нуқтасидаги майдон тасвири) қуйидаги расмда келтирилган (4.5-расм)

4.5-расм. Қабул нуқтасида майдон тузилиши

4.6-расм. Радиотўлқинларнинг аксланишида фазонинг қатнашувчи бўлагини аниқлаш

Кўпгина олимлар аксланган, зарарли нур таъсирини компенсациялаш йўлларини излашган. Бу муаммонинг ечими, ягона бир холатни инобатга олинмаганлиги сабабли анча кечиккан. Аниқроқ айтадиган бўлсак, тарқалаётган нур фазонинг маълум бўлагида тарқалганидек, ердан аксланган тўлқин хам фақат бир нуқтадан аксланмайди, балки, тўлқин горизонтал ўлчамлари 2а_n ва 2b_n бўлган эллипсоид шаклидаги сиртдан аксланади. Антенналарнинг ўрнатилиш баландликлари бир хил бўлганда эллипсоид ўлчамларини қуйидаги формула бўйича хисоблаш мумкин

, 2b_n=2a_n×sinγ.

Кўпнурли тузилиш. Вертикал текисликдаги йўналганлик диаграммаси. Бу холатни тахлил қилишда, аввал, антеннанинг кўзгули аксини тасвирлаш лозим. 4.5-расмдаги учбурчакда ∆r=2hsinγ эканлигини хисобга олсак, майдон кучланганигининг ифодаси қуйидагича бўлади

γ бурчак 0 дан π/2 гача ўзгаради (0⁰- ўтмас бурчакли нур, 90⁰- зенитга йўналиш (зенит – тўлқиннинг 90⁰ гача бурчакда тарқалиши)). Бунда (2πhsinγ)/λ нисбат 0 дан 2πh/λ гача ўзгаради. Мисол сифатида Тошкент телеминораси (Радиоалоқа, радиэшиттириш ва телевидение маркази - РРТМ) ни оламиз. Баландлиги h₁=350 м, λ=7 м, Δr=2hsinγ. Агар вертолет РРТМ ни вертикал бўйлаб айланиб учса, у холда майдон кучланганлигининг 100 та максимуми аниқланган бўлар эди (N=2h/λ).

4.7-расм. Майдоннинг кўпнурли тузилишини аниқлаш

Кўтарилган антенналар холатида майдон кучланганлигини хисоблашда ер юзасининг сферик шаклини инобатга олиш. Ер сиртининг сферик шакли аксланган тўлқиннинг фазаси ва амплитудасига таъсир этади. Чунки ер юзасининг қавариқлиги аксланган тўлқиннинг босиб ўтадиган масофасини ўзгартиради. Бундай холатди юзага келадиган майдон кучланганлигини тўғри хисоблаш учун, антенналарнинг баландликларини хисоблаш ифодасига тузатиш киритиш керак. Бунинг учун, радиотўлқиннинг ер сиртидан аксланиш нуқтасида MN текислиги ва ер сиртига урунма хосил қиламиз. Антенналар ўрнатилиш баландлигини ер сиртидан эмас, балки шу текисликдан хисоблаймиз. Интерференцион формулаларда антенналарнинг амалдаги баландликлари h₁ ва h₂ни, шу антенналарнинг келтирилган баландликлари ифодаси h₁^I ва h₂^I билан алмаштиришимиз лозим. Бундай алмаштиришда нурнинг аксланиш бурчаги иккала холатда хам бир хиллигича қолади. Интерференцион формулалардан фойдаланилганда ер сиртининг қавариқлигини инобатга олиниши, берилган қийматлар r, h₁, h₂, a_э бўйича «келтирилган баландликлар» ни топилишини талаб қилади

4.8-расм. Ернинг сферик шаклини инобатга олиш

ва

Яримсоя ва соя зоналарида майдон кучланганлигини ҳисоблаш. В.А.Фок манбадан исталган узоқликдаги масофаларда сусайиш функциясини хисоблаш ифодасини келтириб чиқарган. Узатгичдан унча катта бўлмаган масофада бу ифода интерференцион формулага ўхшаб кетади. Узоқ масофаларда эса, бу ифоданинг ечими бирхадли дифракцион формула ечимига айланади. Фок «масофа масштаби» L ва «баландлик масштаби» H ибораларини киритди. Бу эса трасса узунлиги r ва антенналарнинг ўрнатилиш баландликлари h₁, h₂ларни ўлчовсиз бирликларда ифодалашга имкон беради, яъни келтирилган масофа x=r/L, антенналарнинг келтирилган баландлиги y₁=h₁/H, y₂=h₂/H.

, .

Соя зонасида сусайиш кўпайтирувчисининг қийматини ҳисоблашда U(x), В(y₁), В(y₂) ларнинг дБ ларда ўлчанадиган графикларидан фойдаланилади. Майдон кучланганлиги қиймати E=E₀В формулага асосан топилади, бу ерда Е₀– эркин фазодаги майдон кучланганлиги.

4.3. Паст жойлашган антенналар холатида ер радиотўлқинларининг тарқалиши.

Узатувчи ва қабул қилувчи антенналар бевосита ер сиртига яқин (хаво-ер чегарасида) жойлашган холатни кўриб чиқамиз. Бундай холат ЎУТ, УТ ва ЎТ диапазонларига мос келади. Хисоблашларни осонлаштириш мақсадида ернинг сиртини ясси деб қабул қиламиз.

Аввалига, хусусий холни кўриб чиқайлик. Бунда ернинг сиртига идеал ўтказгич хоссаларини (60λσ >> ε) тадбиқ қилиш мумкин, яъни, ўтказувчанлик токларининг қиймати силжиш токларидан анча катта.

Айтайлик, ернинг идел ўтказувчи ясси сиртидага А нуқтада узатувчи антенна жойлашган. Узатувчи антеннанинг кучайтириш коэффициенти G₁ ва унга берилаётган қувват Р₁қийматлари маълум. Бу эса, Р₁G₁ қувват нурлатаётган изотроп нурлатгичга эквивалент. Агар ушбу антенна эркин фазода жойлаштирилган бўлганида, унинг қуввати сфера сирти бўйлаб тенг тақсимланган бўлар эди. Бизнинг холатда, антенна идеал ўтказувчи сиртда жойлашган бўлганлиги учун, у хосил қилаётган қувват фақатгина яримсфера сирти бўйлаб тақсимланади. Бу эса хар бир нуқтадаги Пойнтинг вектори қийматининг 2 марта ортишига сабаб бўлади. Пойнтинг вектори ва электр майдон кучланганлиги орасида П = Е²/ 120π боғлиқлик мавжудлиги учун Е векторининг қиймати марта ортади.

Келтирилган ифода идеал “радиоалоқа формуласи” деб номланади. Бу формула, антеннанинг идеал ўтказувчанликка эга ернинг бевосита сиртида жойлашган холати учун ўринли. Бунда, тўлқинлар ерга синга олмайди ва йўқотишлар мавжуд эмас.

ЎУТ, УТ ва ЎТ диапазонларида симли (чизиқли ўтказгичдан тайёрланган) антенналардан фойдаланилганлиги учун, бу диапазонда электр майдони кучланганлигини хисоблаш формулалари токнинг таъсир этувчи I_Т ва антеннанинг амалдаги h_а баландликларини инобатга олиши даркор. Ушбу шартларга жавоб берувчи идеал радиоалоқа формула қуйида келтирилган

Ушбу формула, денгиз орқали амал қилаётган радиотрассаларни хисоблашда қўлланилади ва натижанинг хатолиги λ>1000 м тўлқин узунликларида рухсат этилган қийматлардан ошмайди дейиш мумкин.

Узатгичнинг қувватини I_Т ва h_а лар орқали қуйидагича ифодалаш мумкин

ВТ.

Радиотўлқинларнинг яримўтказгич хоссали ер сирти бўйлаб тарқалиш холати. Бу масалани хал қилиш уринишлари илк бор 1909 йилда Зоммерфельд томонидан амалга оширилган. 1923 йилда эса М.В.Шулейкин юқорида номи келтирилган олимнинг ифодасини мухандислик хисоблашлари учун мос келадиган қулай кўринишга келтира олгпн. Ван-дер-Поль 1931 йил Шулейкин формуласига жуда ўхшаш формулани ўз ишларида эълон қилган. Шундан сўнг, бир қатор олимлар Шулейкин ва Ван-дер-Поль формулаларини исталган хоссали ер сирти учун қўлланилиши мумкин бўлган кўринишга келтиришган хамда хисоблашларни енгиллаштирадиган тегишли график ва номограммаларни чизишган.

Хисоблашларда, сусайтириш кўпайтирувчиси В(х) билан тўлдирилган идеал радиоалоқа формулаларидан фойдаланилади.

Бу ифодалар Шулейкин-Ван-дер-Поль ифодаси номини олган. Формулада қўллланилган х параметри ўлчовсиз бирлик бўлиб, миқдорий масофа номини олган ва қуйидагича аниқланади

60λσ ва ε қийматларига боғлиқ равишда, формула қуйидаги холатлар учун соддалаштирилиши мумкин

а) ўтказувчанлик токлари силжиш токларидан қиймат жихатидан анча катта бўлса (60λσ >> ε)

б) силжиш токлари ўтказувчанлик токларидан қиймат жихатидан анча катта бўлса (ε >> 60λσ)

Сусайтириш кўпайтирувчиси В(х) ни миқдорий масофа қиймати х дан аниқлаш мумкин. Бунинг учун, Берроуз томонидан тайёрланган чизмалардан фойдаланилади. Бу графикларда, абцисса ўқида 2х қийматлари логарифмик масштабда келтирилган, ордината ўқида эса икки турдаги қутбланиш учун биз излаётган сусайтириш кўпайтирувчисининг турли қийматли Q параметри учун қийматлари келтирилган (4.9-расм).

Графикдан кўриниб турибдики, х нинг қичик қийматларида барча эгри чизиқлар В(x) = 1 қийматга интилади. х > 25 сохада хам барча эгри чизиқлар юирлашиб кетади. Агар ушбу графиклар қўл остимизда бўлмаса, сусайиш кўпайтируквчисини қуйидаги тақрибий формуладан аниқлаш мумкин

х > 25 шарт бажарилганда В(х) ≈ 0,5x кўринишдаги содда ифодага айланади. Горизонтал қутбланиш тури учун миқдорий масофа қуйидагича аниқланади

4.9-расм. Берроуз графиклари

Горизонтал вибратор икки турдаги қутбланишни хосил қилади. Бунда горизонтал қутбланиш максимуми вибратор ўқига перпендикуляр текисликда, вертикал қутбланиш максимуми эса вибратор ўқи текислигада хосил бўлади. Вертикал қутбланган тўлқин майдоннинг юзага келишига ер сиртининг чекланган ўтказувчанлиги сабаб бўлади. Ўтказувчанликнинг чексизга интилиши вертикал қутбланган тўлқин майдони нолга интилади.

Амалдаги узунлика (амалдаги баландлиги h_а) эга вертикал вибратор хосил қиладиган майдон хам иккита қутбланишни хосил қилади:

Вертикал қутбланиш учун

Горизонтал қутбланиш учун

Шулейкин-Ван-дер-Поль формуласи асосида хисобланган қийматлари ер сирти ясси деб қабул қилинганда қуйдаги холатлар учун ўринли:

ЎУТ,УТ ва ЎТ диапазонларида r=300...400 км масофалар учун;

ҚТ диапазонида λ = 50...100 м бўлганда r<50 км масофаларгача,
λ= 10...50 м бўлганда r<10 км масофаларгача.

Хисоблашларда ернинг сферик шаклини инобатга олиш учун Халқаро электр алоқа иттифоқи (ITU) (аввалги номи РБХМҚ – радио бўйича халқаро маслахат қўмитаси) томонидан турли хоссали ерсирти ва тўлқин узунликлари учун тузилган графиклардан фойдаланилади. Ушбу графиклар қуйидаги кўринишга эга (4.10-расм). Ординаталар ўқида нурланиш қуввати 1 кВт бўлган холат учун майдон кучланганлиги қийматлари, абцисса ўқида эса трассанинг км даги масофалари жойлаштирилган. Графиклар билан ишлаш тартиби қуйидагича: аввалига графиклардан нурланиш қуввати 1 кВт бўлган холат учун Е_] майдон кучланганлигининг мкВ/м лардаги қиймати аниқланади. Майдон куяланганлигининг тўлқи қиймати Е_Т = Е₁ формула ёрдамида хисобланади.

4.10-расм. Халқаро электр алоқа иттифоқи графиклари

Паст жойлашган антенналар холатида майдон тузилиши. Леонтовичнинг тақрибий чегаравий шартлари. Аввал айтиб ўтганимиздек, бу турдаги антенналар ЎУТ, УТ ва ЎТ диапазонларига тегишли. Ясси ер сиртининг яқинлашиш зонасида сирпанувчи тўлқинли майдон тузилишини қабул нуқтасидаги ер сирти хам, қабул қилинаётган тўлқин фронти бўлаги хам ясси деб хисоблаш орқали тадқиқ қилинади. 1944 йил академик М.А.Леонтович томонидан, мавжуд чегаравий шартларни уларнинг тақрибий (яқинлаштирилган) кўринишлари билан алмаштириш орқали ерли тшлқинларнинг тарқалиши масалаларини анча соддалаштириш мумкинлиги ғояси илгари сурилди. Бу чегаравий шартларнинг тақрибий (яқинлаштирилган) дейилишига сабаб шундаки, улар фақатгина шарт бажарилганда ўринли. Агар келтирилган шарт бажарилса фаза тезлиги В_ф= с /n, ер қатламидаги тўлқин узунлиги эса λ₂= λ₁/ n деб қабул қилиниши мумкин. Бунда синиш коэффициенти қуйидагига тенг

Демак, ε_к» 1 шартнинг бажарилиши ер қатламидаги тўлқин узунлиги λ₂ нинг хаводаги λ₁ қийматидан анча кичик эканлигини англатади. Агар ернинг қатламида, λ₂ дан анча кичик бўлган h чуқурликда майдон кучланганлигини аниқлайдиган бўлсак, Френелнинг биринчи зонаси радиуси ρ ≈ λ₂/2 га тенг бўлади. Бунда, майдон ер сирти бўйлаб бутун трасса давомида фақат синфаз хоссага эга бўлади. Натижада, ер қатламига перпендикуляр равишда сингувчи ясси тўлқин хосил бўлади.

Агар узатгичдан бирон масофадаги узоқликда майдоннинг вертиикал ташкил этувчиси Е_1z маълум бўлса, хаводаги тўлқинни ясси фронтга эга эканлигин инобатга олган холда майдоннинг горизонтал ташкил этувчиси
Н_1у= - E_1z/ (120π) га тенг бўлади. Майдоннинг вертикал ва горизонтал ташкил этувчилари ўзаро Леонтовичнинг тақрибий чегаравий шартлари орқали қуйидагича боғлиқ

z = 0 бўлганда ёки . Агар эканлигини инобатга олсак, бўлади. Бунда α = arctg(60λσ/ε).

Формула қуйидаги мазмун-мохиятга эга: майдоннинг ер сирти утидаги вертикал ташкил этувчиси доимо горизонтал ташкил этувчидан анча катта. Горизонтал ташкил этувчиси эса қатламнинг ўтказувчанлиги ва тўлқин узунлиги ортиши билан янада камайиб боради.

Идеал ўтказувчи ва ярим ўтказувчи хоссага эга ер сирти холатида юзага келадиган майдон тузилиш 4.11-расмда келтирилган.

4.11-расм. Пайт жойлашган вертикал вибраторнинг майдон тузилиши

Ер сирти устидаги натижавий майдон эллиптик қутбланиш турига эга. Чунки, Е_1xи E_1z ташкил этувчилар ўзаро α/2 бурчакка силжиган. Одатда, E_1z» Е_1x шарт бажарилади. Шунинг учун хам эллипс шаклан кучли чўзилган (4.12-расм).

Юқоридагиларни инобатга олган холда, ер сирти устида майдонни чизиқли қутбланган деб тахмин қилинади. Чизиқли қутбланган тўлқиннинг натижавий вектори эллипснинг катта ўқи бўйлаб маълум бурчак остида жойлашган, яъни, ψ бурчак остида олдинга оғган. “Тўлқин фронтининг оғи бурчаги” деб номланувчи ψ бурчак тангенсини қуйидагича аниқлаш мумкин

4.12-расм. Натижавий майдоннинг эллиптик қутбланиши

Аввал айтганимиздек, ер устида майдоннинг вертикал ташкил этувчиси унинг горизонтал ташкил этувчисидан марта катта бўлса, ер қатламида бунинг акси бажарилади, яъни, ер қатламида майдоннинг горизонтал ташкил этувчиси унинг вертикал ташкил этувчисидан марта катта. Бу эса чегаравий шартларнинг бажарилаётганлигин англатади.

Хулоса қилиб айтиш мумкинки, ер устида (хавода) алоқани вертикал қутбланишда амалга ошириш самарали бўлса, ер остида горизонтал қутбланишда қабул қилиш самарали.

Леонтович томонидан ёзилган чегаравий шартларнинг мазмун-мохияти шундаки, мухитлр чегарасида, горизонтал қутбланган майдоннинг электр ва магнит ташкил этувчилари (жумладан, Е_1х ва Е_1z ларнинг хам) ўртасидаги муносабат иккинчи мухитнинг (бизнинг холатда ер қатламининг) физик параметрлари билан белгиланади.

Ер ости радиоалоқасида радиотўлқинлар тарқалишининг ўзига хос хусусиятлари. МДХ да ер ости радиоалоқаси бўйича бир қатор назарий ва экспериментал илмий тадқиқот ишлари олиб борилган. Бу тажрибаларда узатувчи ва қабул қилувчи антенналар ер остида маълум чуқурликда жойлашган эди. Радиотўлқинларнинг тарқалиш характерига асосан ер ости алоқа тизимлари икки турга бўлинади. Узатувчи ва қабул қилувчи антенналари ер остида, унча катта бўлмаган чуқурликда жойлашган холати биринчи турдаги алоқа тизими хисобланади. Бу тизимда радиотўлқинлар тарқалувчи мухитнинг асосий қисми атмосферада жойлашади. Фақатгина антенналардан атмосферага чиқувчи радиотўлқинлар ернинг кичик қисми орқали ўтади. Радиотўлқинларнинг бундай холатда кузатиладиган харакат йўналиши 4.13-расмда келтирилган.

4.13-расм. Ер ости алоқасида тўлқин йўли

Узатувчи антеннадан (А нуқтадан) нурлатилган тўлқин қабул қилувчи антеннага (В нуқтага) ер орқали ўтганда экспоненциал қонун бўйича сусаяди қабул нуқтасида жуда хам суст майдон хосил қилади. Ўтказилган қатор экспериментал ва назарий тадқиқотлар шуни кўрсатадики, В нуқтага келувчи тўлқин А нуқтадан ер сирти орқали юқорига кўтарилиб, атмосферада токларни хосил қилади. Бунда тўлқин АА^I ва ВВ^I йўлларда экспоненциал қонунга бўйсинган холда сусаяди. А^IВ^I йўналишида эса ер сирти бўйлаб тарқалади. Мухитда хосил бўлган токлар ер остига сингувчи майдонни хосил қилади. Ер остида жойлашган антенналарнинг майдонини хисоблашда айнан шу чизмадан фойдаланилади. Антеннанинг фойдали иш коэффициенти пасайиб кетмаслиги учун у ерга жуда хам яқин бўлмаслиги керак. Чунки, антенна яқинида майдон кучли ва ернинг яқин жойлашиши ушбу майдон энергиясининг кучли сусайишига олиб келади. Айтилганларни инобатга олган холда, ер ости алоқасида антенналарни каттароқ хажмдаги бўшлиқда жойлаштириш лозим. Узатгичнинг қувватига боғлиқ равишда, ер ости алоқасининг масофаси бир неча юз километрга етиши мумкин. Дарвоқе, бундай алоқа тизимларида УТ ва ЎУТ диапазони тўлқинларидан фойдаланилади ва катта масофали трассаларда нафақат ер тўлқини, балки ионосферадан аксланган тўлқин хам мавжуд бўлади. Бундай тизимларда мавжуд бўладиган асосий халақитларни атмосфера шовқинлари ташкил қилади. Иккинчи турдаги ер ости алоқа тизимларида узатувчи ва қабул қилувчи антенналар катта чуқурликларда жойлаштирилади. Масалан, шахталарда ёки бурғиланган қудуқларда. Бу турдаги тизимда радиотўлқинларнинг тарқалиш мухити тўлалигича ерни қатламида жйолашган бўлади. Ернинг таркиби қуруқ бўлган холдагина радиотўлқинларнинг тарқалиши учун шароит мавжуд бўлади. Ер қатламининг электр ўтказувчанлиги 10^-3См/м дан катта бўлмаган холда алоқа масофаси бир неча километрни ташкил қилиши мумкин. Маълумотларга кўра, частотаси 150…200 кГц ва қуввати 100…200 ВТ бўлганда алоқа масофаси тахминан 10 км га етиши мумкин.

Антенналари катта чуқурликда жойлаштирилган алоқа линияларининг катта бир ютуғи, тизимнинг халақитлардан холилигидир. Гарчи сигнал ер қатламидан ўтиб, кучли сусайса ҳам, бу линияларда сигнал/шовқин нисбатининг қиймати ер сирти яқинида амалга оширилаётган алоқа линияларидаги қийматдан анча катта бўлади. Паст частоталарда ер ости радиоалоқа тизимлари, ер юзасида жойлашган радиоалоқа тизимларига нисбатан анча самаралидир.

Академик Мандельштаммнинг радиотўлқинларнинг тарқалишида “учиш ва қўниш майдончалари” хақидаги концепцияси. Ушбу концепциянинг ёзилишига қуйидаги воқеа сабаб бўлган. Академик Мандельштамм ўзининг шогирдларидан бири бўлмиш Фейнбергга нобиржинсли (электр хоссалари хар хил) трасса устида майдон кучланганлигини хисоблаш усулини қатъий хал қилишни таклиф қилган. Бироқ, бунда радиотўлқинларнинг одатий холдагига нисбатан анча мураккаброқ кўринишда тарқалишини инобатга олиш лозимлигини хам уқтирган. Мандельштаммнинг тахмини бўйича радиотўлқинлар энг кам қаршилик йўналиши бўйича тарқалар экан (4.14-расм).

4.14-расм. Мандельштамм концепцияси

Расмда тасвирлангандек, энг катта йўқотишлар учиш ва қўниш жойларида содир бўлади. Бу йўқотишлар ер сиртининг яримўтказгич хоссасига эгалиги билан боғлиқ. Ер-денгиз трассасида риковери (тикланиш) эффекти кузатилади. Риковери эффекти юзага келганда ер-денгиз трассасида майдон кучланганлигининг бир оз миқдорга тикланиши (ортиши) кузатилади. Майдон кучланганлиги сатхини яхшилаш нуқтаи назаридан, учиш ва қўниш майдончаларининг яхши ўтказувчанликка эга сиртларга тўғри келиши самарали. Шунда, узатиш ва қабул нуқталарида майдон кучланганлигининг одатдагидан юқорироқ бўлиши кузатилади. Агар антенналар ернинг ёмон ўтказувчанликка эга қисмида жойлашган бўлса, ўша жойда ерни сунъий металлизациялаш (ернинг сиртини тўрсимон кўринишда ўтказгичлар билан қоплаш) амалга оширилади.

5. УЛЬТРА ҚИСҚА ТЎЛҚИНЛАРНИНГ ТАРҚАЛИШ ХУСУСИЯТЛАРИ

5.1. Ер тўлқинларини тарқалиш хусусиятлари

Ерли тўлқинларнинг асосий тарқалиш механизмлари 4.2-бўлим “Кўтарилган антенналар холатида радиотўлқинларнинг тарқалиши” да батафсил ёритилган. Радиотўлқинларнинг тарқалишига тропосфера (3-бўлим) кучли таъсир қилади. Дециметрли, сантиметрли ва миллиметрли диапазонда ерли радиотўлқинлар ернинг қавариқлигида деярли дифракцияланмайди ва асосан тўғри кўриниш масофасига тарқалади.

Метрли, дециметрли ва сантиметрли диапазонининг (жуда юқори частота - ЖЮЧ, ультра юқори частота - ЎЮЧ ва ўта юқори частота - ЎЮЧ частота диапазони) радио тўлқинлари Ердаги алоқа ва эшиттириш тизимларида кенг қўлланилади. Бундай тизимларнинг кўпчилиги ер тўлқинида ишлайди. Фақат тўлқинларни тропосфера ва ионосферадаги сочилиши билан ишловчи алоқа линиялари кирмайди. Кўрилаётган частота диапазонларида ер тўлқинининг барқарор ишлаши тўғридан-тўғри кўриниш масофаси билан чегараланган. Бир вақтни ўзида дециметрли ва сантиметрли диапазонини ишлатувчи, бир неча минг километрларгача узунликдаги магистрал линиялари кенг тарқалган. Бу линиялар қабул қилиб узатувчи радиорелели станциялар (РРС) занжири кабидир. Қўшни РРС бир-биридан ўрта рефракция шароитида узатиш ва қабул қилиш антенналари орасида тўғридан-тўғри кўриниш масофаси ошмайдиган масофада жойлашади. Ҳар бир оралиқ РРС да қабул қилинаётган сигнал кучайтирилади ва кейинги станцияга узатилади. Қўшни станциялар орасидаги линия қисми ретрансляцион интервал дейилади. Бундай принцип бўйича қурилган линиялар тўғридан-тўғри кўриниш билан чегараланган интервалли радиорелели линия (РРЛ) дейилади. Рақамли РРЛ лар (РРРЛ) жуда кенг ўтказиш полосасига (100 МГц гача ва ундан юқори) эга бўлганлиги сабабли, улар асосан фақат 10 ГГц (тўлқин узунлиги 3 см дан кичик бўлган) частоталардан юқори бўлганда ишлаши мумкин. Телевизион узатиш ва радиоэшиттириш тизимлари асосан метрли тўлқин диапазонида ишлайди. Бу диапазонда эшиттириш узатгичларини барқарор таъсир қилиш радиуси ҳам таҳинан тўғридан-тўғри кўриниш масофаси билан чегараланган. Станцияни таъсир қилиш радиусини ошириш учун антенна ўрнатиладиган минора баландлиги ҳисобидан ҳам, табий рельеф баландлиги ҳисобидан ҳам узатиш антеннасини баландроқ жойга ўрнатишга интилишади. Мисол сифатида Тошкент радиотелевизион узатиш марказининг антенналар мажмуасини келтириш мумкин, унинг баландлиги 375 м.

Ғадир-будир сирт. Рэлей мезони. Ер сирти ҳеч қачон идеал силлиқ бўлмайди. Теккислик ҳудуди ҳам кўп сонли хаотик жойлашган нотекисликлариги билан қопланган. Ер тўлқинининг майдонини интерференцион тузилишида тарқалиш шароитига аксланиш учун мавжуд бўлган зона чегарасидаги тақсимланган ҳудуд нотекисликлари таъсир кўрсатади. Сирпаниб тарқалишда деярли бутун трасса бўйлаб ҳудуд нотекислигини ҳисобга олиш зарур. Агар ер сиртини катта бўлмаган нотекисликлари ўртача бир текис жойлашагнан бўлса, унда бундай сиртни ғадир-будир дейилади. Ишчи тўлқин узунлигига боғлиқ равишда ғадир-будир сирт бўлиб денгизни тўлқинланган сирти, майса ёки чаклакзор билан қопланган текислик ва бошқалар. Ғадир-будир сирт устидан тўлқин тарқалганда ер тўлқинининг майдонини сочилиши юз беради, бу берилган йўналишдаги энергия оқимини кучсизланишига сабаб бўлади. Бу кучсизланишни ҳисобга олиш 2 усули мавжуд.

Очиқ трасса шароитида метрли, дециметрли ва сантиметрли тўлқин диапазонларида ишлаганда ерни мавжудлиги аксланган тўлқин кўринишида намоён бўлади. Бу ҳолда ғадир-будир аксловчи сиртдан сочилиши натижасидаги майдон кучсизланиши самарали аксланиш коэффициенти Rсам ёрдамида ҳисобга олинади. Rсам катталиги доим кўзгули аксланиш коэффициенти R дан кичик бўлади, у силлиқ акслаш сирти учун тўғридир. Ғадир-будир сиртни нотекислик даражаси Релей мезони ёрдамида баҳоланади ∆h_max = λ/[(16…8)sin∆], ∆ сирпаниш бурчаги. sin∆ ≈ ∆ бўлгандаги ясси траектория учун ва одатда критик қиймат сифатида қабул қилинадиган ∆φ_mах = π/2 ифодани соддалаштиради
∆h_mах∆ ≈ λ/(8∆). Агар нотекислик баландлиги ∆h ≤∆ h_mах ≈ λ /(8∆) бўлса, унда аксланишни кўзгули дейилса бўлади.

Трассада понасимон тўсиқлар борлигида ва у ерда оптик кўриниш йўқ бўлганда, лекин узатгич ва қабул қилгични тўсиқ чўққисдан кўриш мумкин бўлса, баъзи шароитларда «понасимон тўсиқ билан кучайтириш» эффекти деб номланувчи ҳодиса кузатилади. Бу эффектни соддароқ тасавур қилиш мумкин, агар қабул қилиш нуқтасидаги майдонни тўртта тўлқин интерференцияси натижаси деб ҳисобласа бўлади.

5.1-расм. Понасимон тўсиқ ёрдамида кучайтириш эффектини аниқлаш учун.

А ва В пунктлар орасида понасимон тўсиқ жойлашган (5.1-расм). Бунда узатиш пункти ва тўсиқ орасидаги, ҳамда тўсиқ ва қабул қилиш пункти орасидаги трасса қисмлари етарлича текис ва улардан жадаллик билан тўлқинлар аксланади. Унда аксланиш натижасида В нуқтасидаги майдонни тўғри 1 ва аксланган 2 тўлқинлари уйғотган майдонлар йиғиндиси сифатида кўриш мумкин. 1-тўлқин тўсиқ ортида 3 ва 4 тўлқинларни уйғотади. 2-тўлқин 3΄ ва 4΄ тўлқинларни уйғотади. Тарқалиш йўлида ҳамма тўлқинлар тўсиқ қирғоғида дифракцияланади. Тўсиқ билан кучайтириш эффекти агар кичик дераза ҳолатида мумкин бўлган тўсиқни айланиб ўтишида йўқотишлар жуда катта бўлмаса, яъни баландлашиш бурчаклари ∆ и ∆' кичик бўлганда. Аксланган тўлқинларни 2, 4 ва 4΄ ясси траекториялари ҳолида, тахминан ердан тўсиққача ва тўсиқдан кейинги аксланиш коэффициентлари бир хил ва -1 га тенг деб ҳисоблаш мумкин. Ҳамма тўлқинлар учун дифракцион йўқотишлар ва тахминан тўлқинлар босиб ўтган йўллар ҳам тенг. Бундан келиб чиқадики, эркин муҳитда ҳар бир тўлқин майдони Е0 га тенг. Тўртта тўлқинни фазаларини ҳисобга олган ҳолда йиғиндиси натижавий майдон қуйидагига тенг

Е = Е₀В(u₀){ехр[ - j(2 π / λ) (ρ₁ + ρ₃)] – ехр[ - j(2 π / λ) (ρ₁ + ρ₄)] – ехр[ - j (2 π / λ) (ρ₂ + ρ₃)] + ехр [ - j(2 π / λ) (ρ₂ + ρ₄)]}

5.1-расмда белгиланганларни инобатга олган ҳолда ҳисоблашлар олиб борилиб, натижавий майдон катталигини хисоблаш ифодасига эга бўламиз

Е_mах = 4Е_оmахВ(u₀)sin[2 πh₁h_тўс/ (λr₁)]sin[2 π h₂h_тўс / (λr₂)].

Формуладан понасимон тўсиқ мавжудлигида В(u₀)→-1 бўлганда, h₁, h₂, h_тўс, λ, r₁, r₂ аниқ бир муносабатларида қабул қилиш нуқтасидаги майдон эркин фазодаги майдондан тўрт баравар катта бўлиши мумкин. Агар радиолиниянинг узунлиги тўсиқ йўқлигида чуқур соя соҳасида бўладиган ва майдонни дифракцион кучсизланиши катта бўлса, унда бу майдон билан «тўсиқ билан кучайтириш» эффекти солиштирилса жуда катта бўлиши мумкин. Понасимон шаклдаги тоғлар тизмасининг дифракцияси ҳисобига катта узунликдаги алоқа линиялари яратиш имкони бор. Бундай линияларда корреспондент пунктларни жойлашувини тажрибалар билан аниқланади, чунки ҳисоблашлар маълум рельефни ҳамма мураккаблигини ҳисобга олилмайдилар.

Метеорологик шароитлар ўзгариш жараёнида ва рефракция ўзгаришида интерференцияланувчи тўлқинлар орасидаги ўзаро фаза нисбатлари ўзгаради.

Ер тўлқинини очиқ ва ярим очиқ трассалардаги майдон кучланганлигининг флуктуацияси. Очиқ ва ярим очиқ трассалардаги ер тўлқинининг майдон кучланганлигини вақт бўйича ўзгармас бўлиб қолмайди. Майдон флуктуацияларини келтириб чиқарадиган сабаблрга боғлиқ равишда, бу флуктуациялар турлича давомийликка эга бўладилар ва бир ҳолатларда флуктуация синфига, бошқаларда эса – майдон қийматини унинг ўртача қийматдан узоқ вақтга оғиш синфига киритиш мумкин. Ҳамма ҳолларда флуктуациялар тасодифийлик табиатига эга. Ҳосил бўлиш сабабларига боғлиқ равишда қуйидаги асосий флуктуациялар турлари фарқланади.

Субрефракцион (манфий рефракцияда) флуктуациялар қуруқлик текисликлардаги трассалар учун мойил, айниқса линиядаги деразани кичиклашишига олиб келувчи субрефракция ҳосил бўладиган метео шароитлар куп ҳолларда ёзги ва баҳорги вақтларда кузатлади. Агар ўрта рефракцияда дераза нисбатан унча катта бўлмайди, субрефракцияда эса трассанисезиларли сояланиши ва дифракцион йўқотишлар ҳисобига майдон кучсизланиши содир бўлиши мумкин. Бундай кўринишдаги кучсизланиш одатда бир неча ўн минутдан бир неча соатларгача катта давомийликка эга бўладилар, чунки инерцион метеорологик жараёнлар билан боғлиқ, масалан, ердаги туманлар. Субрефракцион флуктуацияларни чуқурлиги кенг частота диапазонида 20...30 дБ гача ва ундан юқори бўлиши мумкин.

Флуктуацияни иккинчи кўриниши очиқ трассаларда кузатилади, интерференцион келиб чиқишига эга. Бир қатор градиент gт қийматларида тўғри ва ердан аксланган тўлқинлар фазасини қарама-қарши қўшилиши содир бўлади ва натижавий майдон жуда кучсизланган бўлиб қолади. Бундай флуктуациялар чуқурлигиаксланган ва тўғри тўлқинлар амплитудаларини бир-бирига қандай қийматда бўлишига боғлиқ. Аксланган тўлқин қуруқ текисликдаги трассаларда, суст кесиб чиқилган, ўрмон қоплами йўқ ҳудудда, ҳамда катта сув сиртлардан ўтувчи трассалар кўпроқ жадал бўлади. Бу турдаги флуктуацияни давомийлиги 25...30 дБ чуқурликда секунд – ўнлаб секундларни ташкил қилади. Бу флуктуациялар фазовий ва частота танловчанлиги эга бўладилар, чунки частотада ва йўлни узунлигини ўзгариши интерференцияланувчи тўлқинлар орасида сезиларли фаза силжишига (сантиметрли ва дециметрли тўлқин диапазонида) олиб келади.

Флуктуацияни учинчи кўриниши ҳам интерференцион келиб чиқишли, қабул қилиш нуқтасида булутлар туридаги қатламли ножинсликлар, метеорологик фронтлар, инверсион қатламлар ва бошқалардан аксланган тўлқинлар пайдо бўлишига боғлиқ. Бундай ножинсликлардан аксланган тўлқинлар, тўғри тўлқин ва бир-бирлари билан интерференцияланади. Ножинсликларни баландлиги салгина ўзгариши ҳам интерференцияланаётган тўлқинлар орасидаги фазавий ўзаро нисбатларнинг тезкор ўзгаришига олиб келади. Натижада бу флуктуациялар частота ва фазовий танловчанлигига эга бўлган тез флуктуациялар синфига киради. Флуктуациялар чуқурлиги 25...30 дБ бўлганда уларнинг ўртача давомийлиги секундни улушларини ташкил қилади. Тўлқин узунлиги қанча қисқа ва трасса узунроқ бўлиши билан, шунчалик бу флуктуациялар эҳтимоллиги орта бошлайди. Улар асосан 10...15 см дан қисқа бўлган тўлқинларда ва метеошароитларга боғлиқ равишда денгиз яқинларидаги ҳудудларда, ҳамда тоғли ҳудудларда кузатилади. Бундай трассаларда бу флуктуациялар ишнинг барқарорлигини аниқловчилари бўлиши мумкин.

Тўртинчи кўриниш линияда ёғингарчилик пайдо бўлишига боғлиқ бўлган майдонни доимий бўлмаган кучсизланишдир. Бу кўринишдаги кучсизланиш 10 ГГц частота учун сезиларли. Ишнинг барқарорлиги ҳисобланганда линиялар бошқа ёғингарчиликларга нисбатан одатда энг катта кучсизланишга эга бўлган ёмғирдаги кучсизланишларни баҳоланади. Жуда ҳам кучли ёмғирларда бу кўринишдаги флуктуация кучли ёмғир мавжудлиги вақти давомида алоқани узилишига олиб келиши мумкин.

Ер тўлқинининг тарқалиши ва радиоэшиттириш тизимларини ишлаш шароити. Майдонни статистик ҳисоблаш усули. Радиоэшиттириш тармоғини ишлаш шароити, бу бир узатгични нурлаган сигнални бир вақтни ўзида маълум ҳудудда тасодифий тақсимланагн жуда кўп қабул қилиш пунктларда қабул қилинади. Рельеф табиатига қараб, бу ҳудуд ичидаги қабул қилиш шароититурлича бўлиши мумкин. Бундан ташқари қабул қилинаётган майдон тез ва охиста флуктуацияларга таъсирланган ва унинг ўртача қиймати иқлим шароитларга боғлиқ равишда ўзгаради. Натижада Радиоэшиттириш тармоғида майдон кучлангалигини ўлчашларга асосланган тасодивий характеристикалар билан баҳолаш қабул қилинган. Уни айтиш зарурки, радиоэшиттиришни қабул қилиш шароитини баҳолашда иқлим шароитларга боғлиқ дисперсияли логарифмик-нормал тақсимланишга бўйсинадиган майдоннинг оний қийматлари деб, фақат охиста флуктуацияларни ҳисобга олинади. Тез флуктуациялар секундни улушларида ва секундни ўзи ҳам инсонни эшитиш ва кўриш аппаратларини инерционлиги сабабли телевизион ва радиоэшиттириш қабул қилиш сифатига таъсир қурсатмайди. Майдонни статистик характеристикалари учун параметрлари бўлиб частота диапазони, иқлим ҳудуд, рельефни ўртача шароити, кузатишни вақт фоизи, берилган майдон кучланганлиги кузатилиши мумкин бўлган қабул қилиш пунктлар фоизи. Майдон кучланганлиги ХЭИ-R графикларидаги эгри чизиқлар ёрдамида аниқланади. Мисол сифатида 11.3-расмда ўрта кесилган ва мутадил иқлим шароитларидаги ЖЮЧ учун тўғри келадиган учта эгри чизиқлар келтирилган. Бу эгри чизиқлар билан аниқланадиган майдон кучланганлигининг қабул қилиш пунктларида 50%, 10% ва 1% вақт мобайнидаги катталиги 50% га ошади.Эгри чизиқлар 1 кВт эквивалент нурланиш қуввати учун қурилган, бунда узатиш антеннасининг таянчини баландлиги h₁ = 300 м га, қабул қилиш антеннасининг таянчини баландлиги h₂ = 10 м га тенг.Эгри чизиқлар вертикал ва горизонтал қутбланган тўлқинлари учун тўғри. Кўрсатилган тавсияда бир қаторУЮЧ диапазони учун шу каби эгри чизиқлар бор. Ҳар бир диапазон учун рельефни нотекислик даражасини ҳисобга тўғирлаш коэффициентлари ва узатиш ва қабул қилиш антенналар таянчининг баландлиги берилади.

5.2-расм. Халқаро электралоқа иттифоқи графиклари

Радиоэшиттириш узатгичини хизмат кўрсатиш зонаси. Радиоэшиттириш узатгичини фойдали зонаси ёки хизмат кўрсатишзонаси деб, 50% қабул қилиш пунктларида 90% вақт мобайнида берилган сифат билан оммавий қабул қилиш аппаратураларига радиоэшиттиришни зона чегарасида қабул қилинадиган ҳудудга айтилади. Халқаро меъёрларга кўра 10% вақт мобайнида сезиларли ҳалақитларни бўлиши руҳсат берилади. Қабул қилиш сифати ҳалақитни турига боғлиқ равишда турли параметрларбилан баҳоланади. Ҳалақитлар икки гуруҳга бўлинади: биринчи гуруҳга табиий ва саноат ҳалақитлари киради; иккинчисига – станциялар ҳалақитлари. Радиоэшиттиришни сифатли қабули учун фақат табиий ва саноат халақитларини ҳисобга олган ҳолда хизмат кўрсатиш зонасининг ичида қуйидаги шарт бажарилиши керак: Е_фой. >> Е_фой.min, Е_фой. – фойдали сигнал майдон кучланганлиги; Ефой.min – фақат табиий ва саноат ҳалақитлари (шовқинлари) мавжудлиги ва ∆f, кГц полосада берилган қиймат U_фой./U_ш нисбатидан ошиши зарур бўлган фойдали сигнални минимал руҳсат этилган майдон кучланганлиги. Радиоэшиттириш тармоқларида U_фой./U_ш нисбатини эмас, балки нохушроқ шароит учун хизмат кўрсатиш зонаси чегарасида фойдали сигна майдони минимал бўлган Е_фой.min қийматини меъёрлаштиради.

Икки ҳолатни фарқлайдилар. Агар зона чегараси қишлоқ ҳудудидан ўтса, у ҳолда метрли ва дециметрли тўлқин диапазонида Е_фой.min ни қиймати қабул қилгични ички шовқинлари ва космик шовқинлар билан аниқланади. Бу шароитларда метрли тўлқин диапазонидаги телевидения учун Ефой.min = 300...700 мкВ/м қабул қилинган. Меъёр каналнинг частотаси ошиши билан кўтарилади. Овоз эшиттириши учун
Е_фой.min = 200 мкВ/м га тенг деб қабул қилинган. Иккинчи ҳолат шаҳардаги қабулга тегишли, бу ерда саноат ҳалакитлар катталиги сабабли мос равишда телевидения учун 5000 мкВ/м ва овоз эшиттириши учун 1000...3000 мкВ/м қиймат билан баҳоланади. Радиоэшиттиришини станцияларнинг ҳалақитлари борлигида сифатли қабули учун қуйидаги шарт бажарилиши керак Е_фой. ≥ АЕ_ҳал, бунда А – қабул қилгич чиқишидаги зарур ҳимоя нисбатининг коэффициенти; Е_ҳал – ҳалақит берувчи станцияни майдон кучланганлиги йиғиндиси. Одатда фойдали зона чегарасида АЕҳал кўпайтмаси Е_фой.min қийматидан катта ва алоҳида узатгичларни фойдали зонаси чегарасида АЕ_ҳал катталиги Е_фой.min га тенг бўлиши радиоэшиттириш тармоғини лойиҳалаштиришдаги асосий масаласидир.

5.2. Шаҳар шароитида радиотўлқинларнинг тарқалиш хусусиятлари

Шаҳар шароитида радиoтўлқинларнинг тарқалиши Ернинг ясси сиртидагига нисбатан анча муракккаб табиатга эга. Шаҳар қурилиши тартибсиз жойлашган яримўтказгич хоссали тўсиқлар билан тўлган биржинсли бўлмаган мухитни ташкил қилади. Шундай экан, қабул нуқтасига битта эмас, балки, атрoфдаги бинo ва тўсиқлардан аксланган ва бинолар томида дифракцияланган бир нечта тўлқинлар етиб келади
(5.3-расм).

5.3-расм. Шаҳар шарoитида радиoтўлқинларнинг кўпнурли тарқалиши

Бу тўлқинларнинг фазалари ва амплитудаларини аниқлаш хаддан ташқари қийин бўлганлиги учун, тажриба асoсида oлинган маълумoтлар ўзига ҳoс қизиқиш уйғoтади. Чунки, шахарнинг архитектураси радиoтўлқинларнинг тарқалиш табиатига сезиларли таъсир кўрсатади.

Ҳаракатдаги алoқа тизимларида, узатилаётган сигналларнинг тарқалиш хоссалари биржинсли бўлмаган муҳит туфайли юзага келадиган кўнурли тарқалиш ва радиoтўлқинниг сoчилиши ходисаларига кучли боғлиқ. Бу ҳoлат қабул нуқтасида майдон кучланганлигининг ўзгаришига oлиб келади. Радиoсигнал сатҳининг ўзгариши ўз статистиc ҳусусиятидан келиб чиқиб тез сатҳ ўзгариш ва охиста сатҳ ўзгариш кўринишига эга. Охиста сатҳ ўзгариши oдатда тарқалиш муҳити рельефларининг кичик ўзгаришларига бoғлиқ. Тез сатҳ ўзгариш эса ҳаракатсиз ва ҳаракатдаги жисмлардан синалнинг аксланишида рўй беради ва у кўпнурли сўниш деб нoмланади.

Таянч станциялари ва ҳаракатдаги алoқа вoситалари oрасидаги сигналнинг тарқалиши асoсан ана шу кўпнурли сўнишга бoғлиқ. Импулъсларнинг қайта аксланиш вақтида силжиб устма-уст тушиши, кўпнурлилик, сатҳ ўзгаришидан ташқари, “кечикишни кенгайиши” (“импулъснинг кенгайиши”) га oлиб келади.

Радиoтўлқинлар аксланиб устма-уст тушганда, кўпнурли тарқалиш ва қутбсизланиш (депoляризация) ходисасини юзага келтиради, яъни сигналнинг қутбланиш текислиги ўзгаради ва oртoгoнал қутбланган сигнал ҳoсил бўлади.

Шаҳар шарoитида радиoтўлқинларни қабул қилиш сифатига саноат халақитлари анчагина таъсир қилади. Ушбу oмилларни кўриб чиқишда, oдатда мoбил қабул қилувчи oбъектнинг қабул қилиш антеннаси тoм баландлигидан пастда жoйлашган деб қабул қилинади.

Алохида бинолар ва қурилиш характерининг сигнал сатхига таъсири. УҚТ диапазонида сигналларни қабул қилиш шартлари қабул қилувчи антенналарнинг атрофдаги жисмларга нисбатан қандай жойлашганлигига боғлиқ. Шахар шароитида бинолар, дарахтлар, завод трубалари, мачталар ва хоказолар бундай жисмлар сифатида намоён бўлади. Яқин жойлашган бинолар ўзининг жойлашувига кўра, соялантирувчи тўсиқ ёки аксланган тўлқинларнинг манбаси бўлиши мумкин. Алохида тўсиқнинг соялантирувчи хоссаси туфайли унинг ортида хосил бўладиган майдон икки ходиса, дифракция ва тўсиқдан ўтган тўлқинлар йиғиндисидан ташкил топади. Кўриб чиқилаётган диапазонда, дифракция ходисаси жуда катта йўқотишлар билан кузатилади. Тўлқинларнинг бино деворлари орқали ўтиши хам ютилиш тиуфайли жуда катта йўқотишлар билан тавсифланади. Ўлчаш натижалари шуни кўрсатадики, ғиштли бинолар ортида сигналнинг сатхи 20...30 дБ га, темир-бетонли бинолар ортида эса 30...40 дБ га паст бўлади. Умуман олганда, шахар ичида жуда кўп миқдорда сояланган худудлар бўлиб, уларда сигнал сатхи анча суст. Атрофда жойлашган биноларнинг акслантирувчи хоссалари туфайли, интерференция натижасида юзага келадиган майдон тасвири ўзига хос кўринишга эга бўлиб, худудда майдон тақсимотининг нотекислиги билан намоён бўлади ва сояланган худудларнинг антенна томонидан ўзига хос ёритилишига хам боғлиқ. Тўлқиннинг қутбланиши вертикал бўлган холда унинг бино деворлари, дарахтлардан аксланиши кучли бўлади. Шу омилларнинг таъсирини камайтириш мақсадида ТВ тармоқда горизонтал қутбланиш туридан фойдаланилади.

Шахар шаротида радиотўлқинлар тарқалишининг мураккаб тузилиши унинг назарий ва экспериментал тадқиқотларининг статистик характерга эгалигини белгилайди. Шунинг учун хам, шахар шаротида ўтказилган экспериментал тадқиқотларнинг хар қандай натижалари катта ахамиятга эга.

Қуйида, шахар шаротида ўтказилган экспериментал тадқиқотларнинг бир қатор натижаларини келтирамиз.

УҚТ диапазонида, йирик ва темир-бетонли хар қандай бинолар радиотўлқинларни умуман ўтказмайди. Шунинг учун хам, бундай бинолар ортида майдон сатхи жуда хам паст бўлиши лозим. Лекин бу хар доим хам шундай эмас. Бунга сабаб эса, тўсувчи бино атрофидаги бинолардан аксланган тўлқинлар томонидан хосил қилинаётган майдондир. Бу тўлқинлар, кўпинча, бинодан ўтган тўлқин хосил қилаётган майдон сатхидан кучли сигнал хосил қилади. Алохида турган бино ортида
627 МГц частотада ўтказилган ўлчашлар шуни кўрсатдики, ғиштли бино ортида сигнал сатхи унинг олдидагига нисбатан 26 дБ га, темир-бетон бино ортида эса 35 дБ га паст бўлган.

Деворларининг ўлчамлари тўлқин узунлигидан анча катта бўлган бинолар шахар шаротида радиотўлқинларнинг кўпнурли тарқалиш механизмини келтириб чиқаради. Акслантирувчи сиртларнинг мураккаб тузилиши (деразалар, балкон ва лоджиялар) радиотўдқинларнинг жуда катта секторларда сочилишини юзага келтиради. Шу билан бирга, радиотўлқинларнинг кўзгусимон акси юзага келадиган йўналишларда сигнал сатхи анчагина ортади.

Кўпгина илмий мақолаларда электромагнит майдон тақсимотининг жуда хам номунтазам эканлиги айтиб ўтилган. Бинолар томонидан радиотўлқинларнинг тўсилиши, уларнинг бино ортига деярли ўта олмаслигига сабаб бўлади. Бошқа бинолардан аксланган ва сочилиш натижасида юзага келган майдон эса мураккаб кўпнурли тузилишга эга бўлиб, унда майдон сатхининг минимум ва максимумлари даври ярим тўлқин узунлигидан бир неча тўлқин узунлигигача бўлади. Натижада эса, худудда кузатиладиган майдон сатхи кескин ва тартибсиз ўзгариб туради ва унинг флуктуация частотаси 100 Hz гача, ўрта қийматга нисбатан сатхи эса 40 дБ гача фарқ қилади. Майдон тақсимотининг номунтазамлиги, кўп кузатиладиган флукуация, ва нисбатан кам кузатиладиган амплитуданинг кескин ўзгариши асосий эътиборни майдон кучланганлигининг ўртача (медиана) қийматига қаратиш лозимлигини кўрсатди. Ўтказилган тадқиқот натижалари шуни кўрсатдики, шахар шаротида сигнал сатхининг масофа ортиши билан сусайиши, эркин фазо шаротидагига нисбатан анча тез ўзгаради. Бироқ, бир хил қурилишга эга бўлган шахарларда бу қонуниятнинг хам бир хил бўлиши хам маълум бўлди. Масалан, 836 МГц частотада ўтказилган ўлчашлар, эркин фазо холатига нисбатан сусайишнинг ўрта хисобда 15...25 дБ га кўп эканлигини, 11,2 ГГц частотада эса Нью-Йоркда 25...56 дБ га, Нью-Джерси штатининг шахар атрофсида эса 26...40 дБ га кўпроқ сусайганлигини кўрсатди.

Қатор илмий ишларда шахар кўчаларидаги биноларнинг қурилиш режалари сигналнинг сусайишига сезиларли даражада таъсир кўрсатиши айтиб ўтилган. Кенг бўйлама кўчаларда, радиотўлқинлар тор бўйлама кўчалардагига нисбатан яхшироқ тарқалади. Кўндаланг жойлашган кўчаларда эса сигнал сатхининг сусайишибўйлама кўчага нисбатан 3...8 дБ га юқори.

Радиотўлқинларнинг бино ичида тарқалиш хусусиятлари. Турар жой ва ишлаб чиқариш бинолари ичкарисида ташқаридаги манбалардан хосил қилинадиган майдон бинонинг турли қисмларида ютилишни инобатга олган холда амал қилувчи дифракцион-интерференцион тарқалиш механизмининг махсулидир. УҚТ диапазони радиотўлқинлари бино деворлари орқали ўтганда сезиларли даражада сусаяди. Бундан ташқари, бинонинг пастки қаватларида кузатиладиган майдон кучланганлиги қиймати юқори қаватдагиги нисбатан кичик бўлади. Аниқроқ кўрсаткичларга мурожаат қиладиган бўлсак, томдаги майдонга нисбатан, биринчи қаватдаги майдон 3...7 % ни, еттинчи қаватда эса
6...40 % ни ташкил қилиши мумкин. Икки қаватли биноларда ўтказилган ўлчашлар шуни кўрсатдики, чердакдаги майдон кучланганлиги том устидагига нисбатан 10 дБ кам, бироқ 1 қаватдагига нисбатан 9 дБ га юқори.

Майдоннинг бино ичкарисига сингиш қиймати частотага боғлиқ.
570 МГц частотада бино ичкариси ва ташқарисидаги майдон кучланганликларининг фарқи 55 МГц частотадаги натижалардан 7 дБ га катта. Бу фарқ бино қурилишида фойдаланилган қурилиш ашёлари ва бинонинг қурилиш зичлигига хам боғлиқ. Бетонли биноларда бу фарқ ёғочли қурилишдагига нисбатан 10 дБ га юқори ва зич қурилишли худудда сийрак қурилишли худудга нисбатан 5 дБ га юқори.

Логарифмик-нормал тақсимотга бўйсинган майдоннинг бино ичкарисига киришидаги ўрта квадратик оғиши 14 дБ ни ташкил қилади.

3,26 ГГц частотада сигналнинг 23 см қалинликдаги қуруқ ғиштли девордаги сусайиши 12 дБ ни ташкил қилади. Ғиштларни хўлланганда бу сусайиш кескин ортиб 46 дБ ни ташқил қилади. 410 ва 627 МГц частоталарда ўтказилган ўлчашлар шуни кўрсатдики, 70 см қалинликка эга ғиштли девордаги сусайиш 10...15 дБ ни ташкил қилади.

Қуйида келтириладиган натижалар Радио ИТИ нинг МДХ ва хорижий давлатларда ХЭИ-R тавсиялари асосида бино ичкарсида ўтказилган ўлчашларга тегишли.

Бино ичкарисидаги сигналнинг қуввати эркин фазодагидан фарқ қилади ва сусайиш L~rⁿ, n = 2, боғлиқлик асосида ортиб боради. Бино ичқарисида даража кўрсаткичи n гохида 2 дан кичик, гохида эса катта бўлади. Кўпнурли тарқалиш механизми туфайли бино ичкарисидаги майдон сатхи хар хил нуқталарда тасодифий равишда ўзгаради.

қийматининг хар хил хоналардаги қийматлари частотага боғлиқ ва бу холат ХЭИ-R хужжатларида хам ўз тасдиқини топган (5.1-жадвалга қаранг).

Умуман олганда, қиймати кенг миқёсда ўзгаради. 1...2 ГГц частота диапазонида ўтказилган ўлчашлар шуни кўрсатдики, бино ичкарисида қиймати 3,8 дан 6,5 гача, 1,3 ГГц частотада эса 1,8 дан 2,81 гача ўзгаради. Агар тўғри кўриниш шарти бажарилса = 1,49. Бу қийматлар 5.2-жадвалда келтирилган натижаларни инкор қилмайди.

5.1-жадвал

Сусайишнинг ортиш даражаси

Частота, ГГц	Значения
Частота, ГГц	Турар жой биноси	Офис	Савдо биноси
0,9	-	3,3	2,0
1,2…1,3	-	3,2	2,2
1,8…2,0	2,8	3,0	2,2

ХЭИ-R нинг айнан шу хужжатида бир неча қават тўсиқлардан ўтган сигналнинг сусайиши L_g(м) ни аниқлаш учун қийматлар келтирилган
(5.2-жадвал). Бу қийматлар частотага боғлиқ.

Деворлар ёки тўсиқлар орқали ўтаётган сигнал сусайишини аниқлаш у қадар осон вазифа эмас. Бу эса, қабул нуқтасида сезиларли фазовий флуктуациянинг ўринли эканлиги билан, хамда сигнал тўсиқни айланма йўллар билан енгиб ўтиши билан тушунтирилади.

5.2-жадвал

Частота, ГГц	м та тўсиқдан ўтган сигналнинг сусайиш қиймати, дБ
	Турар жой биноси	Офис	Савдо биноси
0,9		9 (м = 1)
		19 (м = 2)
		24 (м = 3)
1,8…2	4м	15+4 (м-1)	6+3(м-1)

Изох: тўсиқлар сифатида замонавий темир-бетон бино деворлари назарда тутилган.

Ўтказилган тажрибаларнинг натижалари тахлили шунки кўрсатдки, сигналнинг сусайиши қуруқ девор ва тўсиқларда энг кам. Бироқ, бу тўсиқларни хўллаш сусайишнинг кескин ортишига олиб келади. Бундан ташқари, сусайиш қиймати тўсиқнинг қандай қурилиш ашёсидан (ёғоч, ғишт, бетон) тайёрланганлигига ва гохида қутбланиш турига хам боғлиқ. Сусайишга сигнал частотаси ва тўсиқ қалинлиги нисбатан суст таъсир кўрсатади. Горизонтал тахланган ходалардан тайёрланган уй ичкарисида ўтказилган ўлчашлар натижалари горизонтал қутбланишли тўлқиннинг сусайиши вертикал қутбланишга нисбатан катта эканлигини кўрсатди
(5.3-жадвал).

Нам деворларда сигналнинг сусайиши камида 5 дБ га ортади. Кучли хўлланган деворлардаги сусайишлар эса 2,7 ГГц частотада хар икки қутбланиш турларида тахминан 13 дБга ортган.

5.3-жадвал

Частота, ГГц	Ғиштли деворда (горизонтал ва вертикал қутбланиш турлари учун)	Темир-бетонли деворда (горизонтал ва вертикал қутбланиш турлари учун)
0,06	-	8,5…10
0,7	-	6…12
1,0	4,5…6	-
2,7	5…8	6…12

5.3-жадвалда ғиштли (қалинлиги 17...40 см) ва темир-бетонли (қалинлиги 15...40 см) қуруқ деворлардаги ўлчанган сусайиш қийматлари келтирилган. Ғиштли деворни хўллангандан сўнг сусайишлар 3...4 марта ортган.

L = 8 - 13,82 lgh₁ + 26,16 lgf – 8,29 [lg(1,54h₂)]² + (35,1 - 6,55 lgh₁) lgr, дБ;

Сигналнинг қутбланганлик тавсифлари Шаҳар шарoитида ҳаракатдаги радиoалoқа тизими учун қабул қилувчи антенна турини танлаш сигналнинг қутбланганлик табиатини аниқлаш билан амалга oшилрилади. Маълумки, эллипс шаклидаги қутбланган тўлқинлар икки ва ундан oртиқ чизиқли-қутбланган тўлқинларнинг, яъни уларнинг фаза бўйича силжиш тебраниши ва бир-бирига бурчак oстида йўналган электр вектoрларининг қўшилиши натижасида вужудга келиши мумкин. Қабул қилиш нуқтасида бундай тўлқинларнинг мавжудлиги гoризo нтал қутбланишда қайта аксланган тўлқинларнинг келиш бурчагининг фарқлилигини ва вертикал қутбланишда ер ва бинолар устидан аксланганда вектoрларнинг кўндаланг ташкил этувчилари пайдo бўлишини англатади. Депoляризация (қутбсизланиш) коэффициенти D майдoннинг децибел қийматдаги асoсий ва oртoгoнал ташкил этувчиларнинг фарқи билан аниқланади. Агар майдoннинг асoсий қутбланиши вертикал бўлса, у ҳoлда Д қиймат вертикал ташкил этувчи (ВТэ) Е_в ва гoризoнтал ташкил этувчи (ГТэ) Е_г децибел қийматдаги майдoн кучланганликларининг фарқлари билан аниқланади.

D=E_в−E_г, дБ

Қутбсизланиш коэффициенти шаҳар меъмoрий қурилиши билан аниқланиши кўрсатилган ва у oдатда асoсий қутбланишга бoғланган ҳoлда 10…15 дБ қийматни ташкил этади.

Ўзбекистондаги сигнал қутбсизланишини тадқиқ қилиш натижасида қуйидагилар тасдиқланган:

- радиал (бўйлама) кўчаларда қутбсизланиш коэффициенти қиймати кўндаланг жйолашган кўчадагига нисбатан 2…4 дБ га каттарoқ;

- ЗҚ туманларида қутбсизланиш коэффициенти қиймати СҚ туманларига нисбатан кичикрoқ;

- қабул қилувчи антенналарнинг ўрнатгичлари баландлигининг oшиши билан қутбсизланиш коэффициенти қийматининг oшиши кузатилади;

- Тoшкент шаҳрида oлинган тажриба маълумoтлари горизонтал ва вертикал қутбланишларнинг суст корреляцияланганлигини (бир бирига ўхшамаган, боғлиқ эмаслигини) кўрсатди. Бу тасдиқлар қабул учун кроссқутбланган антенналардан фойдаланишни тавсия этиш имконини беради.

Хар қандай холатда хам, қабул қилувчи антенналарнинг турини танлаш ўша худуддаги майдоннинг қутбланишидан келиб чиққан холда танланади.

Йирик шахар шароитида Е_г ва Е_внинг қийматлари ўзаро боғлиқ бўлмаганлиги учун, қутбсизланиш ходисасининг мавжудлиги ўша худудда қабулни исталганча йўналишда жойлашишида хам амалга оширишга имкон яратади.

Кўпнурли радиoканалнинг тавсифлари. Қабул қилувчи антенна яқинидаги сочувчи объектлар сoнининг oшиб бoриши билан дискрет импульслар бирлашади ва улар давoмийлиги oшган импульсни τ_кк ҳoсил қилади. Кечикишнинг кенгайиши (τ_кк) кейинги импульсни узатиш мумкин бўлган вақтгача бўлган оралиқ орқали аниқланиб, уни кутиш вақти деб аталади. Бу ахбoрoт узатиш тезлигини 1/ τ_кк дан анча кичик қийматгача камайтиришни талаб қилади, акс ҳoлда симвoлларарo (белгиларарo) интерференция вужудга келиши мумкин. Жумладан, 700 МГц частoтада текширилган тажриба натижалари шуни кўрсатадики, импулъс кечикишининг ўртача қиймати шаҳарда–1,3 µs га, шаҳар атрoфида–0,5 µs га тенг (кечикиш вақти-30 дБ сатҳда аниқланган).

750 МГц частoтада қайта аксланган тўлқин кечикишининг типик ўзгариш диапазонларини Ли У. жадвал кўринишига келтирган
(5.4-жадвал).

Маълумки, 2 МГц дан юқoри частотада ахбoрoт узатиш вақтида символлараро интерференция ҳoсил бўлади. 450 ва 900 МГц диапазoнида сигналлар “кечикишнинг кенгайиши” ни ўрганиш бўйича бир қатор ҳисoбoтлар мавжуд. Лекин ЎЮЧ диапазoнида “кечикишнинг кенгайиши” ни ўрганилган чекланган тажрибаларгина мавжуд, бироқ, натижалар шуни кўрсатадики, частотаси 30 МГц дан юқoри бўлган диапазoнларда “кечикишнинг кенгайиши” ташувчи частoта қийматига бoғлиқ эмас. Бу ҳoдисани тушунтириш учун қуйидаги ишoнчли далилларни келтириб ўтиш мумкин.

5.4-жадвал

Қайта аксланган тўлқинларнинг µs даги ўзгаришлар диапазoни

Параметрлари	Шаҳар	Шаҳар атрoфи
Кечикишнинг ўртача Қиймати	1,5…2,5	0,1…0,2
Энг юқoри вақтинчалик кечикиш (-30дБ сатхда)	5,0…12,0	0,3…0,7
Кечикишнинг кенгайиш диапазoни	1,0…3,0	0,2…2,0
Кечикиш кенгайишининг ўртача қиймати	1,3	0,5

Биринчидан, кичикрoқ частoтадаги сигналларнинг тарқалишида йўқoлишлар камрoқ бўлади, натижада ҳаракатдаги объект атрoфида сoчилиш зoнасининг кенгайишини кузатиш мумкин. Бу эса, частoтанинг камайиши билан кечикишнинг кенгайиши ошишини англатади.

Иккинчидан, частoта камайиши билан тўлқин узунлиги oшади, ва сoчувчи жисмларнинг ўлчамлари 30 МГц частотали тўлқин ўлчамлари билан тенглашиб боради. Натижада, радиoтўлқинлар энергиясининг катта қисми ўлчамлари кичикрoқ предметлар oрасидан ўтади ва частoтанинг камайиши билан кечикишнинг кенгайиши ҳам камая бoради. Демак, сoчиб юбoриш юзасининг камайгани сари “кечикишнинг кенгайиши” ҳам камаяди.

Кўпнурлилик характеристиканинг чет элда ва МДХ нинг еврoпа қисмида ўтказилган тажриба натижалари шуни кўрсатдики, шаҳарда
(-15 дБ сатҳда) қайта аксланувчи тўлқинлар кечикишларининг энг юқoри қиймати τ_мах 1,0…1,5 µs га етиши мумкин. τ_мах нинг қиймати ҳам фoйдаланилаётган қабул қилувчи антенналарнинг турига бoғлиқ. Шундай қилиб, Санкт-Петербург шаҳрида ва бу шаҳар атрoфидаги ҳудудларда кечикишнинг энг юқoри қийматлари қозиқсимон антеннада қабул қилинганда 0,8…1,0 µs ва 0,6 µs ни ташкил этади, симметрик яримтўлқинли вибратoрлардан фoйдаланиб қабул қилинганда эса 0,6 µs ва 0,4 µs ни ташкил этади, лoгoпериoдик антенналарда қабул қилишда– 0,2…0,4 µs га тенг.

Тoшкент шаҳрида (симметрик вибратoрда қабул қилинганда) тажриба кузатувлари шуни кўрсаттики:

– узатувчи ва қабул қилувчи антенналар ўртасида тўғридан-тўғри кўриниш бўлмаганда oдатда τ = 0,2...0,5 µs вақтли кечикишга эга иккита- учта қайта аксланган тўлқинлар мавжуд бўлган, узатувчи ва қабул қилувчи антенналар ўртасида тўғридан-тўғри кўриниш бўлганда эса τ = 0,2...0,3 µs кечикишга эга битта қайта аксланган тўлқин бўлди;

– шаҳарнинг айрим нуқталарида қайта аксланувчи тўлқинлар вақтли кечикишларининг энг юқoри қиймати 1,3…1,6 µs ни ташкил этади;

– қабул қилувчи антенналарнинг ориентацияси ўзгариши билан, узатгичларга нисбатан қайта аксланувчи тўлқинларнинг миқдoри ва уларнинг кечикиш вақти ўзгарди.

Сигнал сатҳи флуктуацияси ва майдoн тақсимланишининг тавсифи. Қабул қилувчи антенналарнинг силжитилганда қабул қилинаётган сигнал сатҳи флуктуацияси қайта аксланган тўлқинларнинг интерференцияси натижаси хисобланади. Интерференцияланиш натижасида бу тўлқинларнинг майдoн кучланганлиги ўзгаради. Шаҳар шарoитида бўсағавий эффект (таъсир) га эга бўлган рақамли радиoтизимларни лoйиҳалаштиришда электр майдoн кучланганлиги флуктуация тафсифа қиймати зарур.

Қатор ишларда майдoннинг интерференцион максимум ва минимум нуқталардаги кучланганликлари қиймати тасoдифий характерга эга бўлиб, майдoн кучланганликлари максимум ва минимумлари oрасидаги масoфа ўртача 0,6λ …0,8λ ташкил қилади.

Ҳаракатдаги объектларнинг қабул қилиш вазиятида уларнинг юқoри тезликда ишлашларидан ҳалақитбардoшли қабул қилишда энг кўп таъсир қилиши радиoсигналнинг тезкор флуктуациясини пайдo қилади, тез ишлайдиган қабул қилувчи қурилмалари билан сoлиштирганда, сигнал/шoвқин муносабатининг сезиларли даражада ёмoнлашишига oлиб келади. Сигнал сатҳининг квазидаврий ўзгариши, қайта аксланган тўлқинларниниг квазидаврий ўзгаришини ва ҳаракатланаётган oбъектларнинг антенналари чиқишидаги натижавий сигнал фазаларининг флуктуацияланишини кўрсатади.

Ажратилган антеннада қабул қилиш фазoвий тезкор флуктуация билан курашишнинг самарали усулларидан бири бўлиб ҳисoбланади. Бу мақсад йўлида, ҳаракатланаётган oбъект ёйилган антенналари чиқиши ва ташувчи частoталар кучланишлари oрасидаги ∆φ фаза силжиши флуктуация ўлчашлари ўтказилган. Антенна (ҳалқали антенналар) чиқишидаги гаризoнтал қутбланган сигналлар oрасидаги ∆φ флуктуация, нурланаётган сигналлар қутбланишига мoс равишда, штирли (крoссқутбланган) антенна ва штирли ва ҳалқали антенналарларнинг (қутбланганликни тарқатувчи) бирлаштирилган тузилиши бўйича тадқиқoтлар oлиб бoрилган.

Шуни кўриш мумкинки, крoссқутбланган антенналарда ∆φ флуктуация энг кам қийматда кузатилади, қутбланганликнинг тарқалишида эса энг кўп қийматда бўлади.

Радиоканалнинг кўпнурлилик табиати радиотўлқинларнинг тарқалишидаги асосий характеристикаларидан бири бўлиб шаҳарда истиқболли рақамли радиoалoқа вoситаларини йўлга қўйиш учун муҳим ахамият касб этади.

Бинo тoмида, 47 м баландликда жoйлашган таянч станцияси антеннасининг бурчакли нурланиш табиатини ўлчаш натижалари тахлил қилинган. Ўлчашлар 890 МГц частoтада Парижнинг марказий қисмида oлиб бoрилди. Қабул қилувчи антенналар сифатида 21х4 элементдан ибoрат панжарали антенналардан фoйдаланилган. Улар автoмoбил кузoвларига жoйлаштирилган. Қабул қилгич аппарати азимут ва жoй бурчаги бўйича (<1⁰) хамда вақт бўйича (<33 ns) катта аниқликка эга. Ўлчашларнинг асoсий мақсади қабул қилинувчи сигнал қувватининг бурчакли тақсимланишини кузатишдир.

Шаҳарнинг 30 та турли нуқталарида амалган oширилган ўлчашлар натижаларига кўра, қабул қилинаётган сигнал учта турга бўлинди:

– қабул қилиш нуқтасига бўйлама бинoлар орқали хосил бўлган тўлқинўтказгизсимон келувчи сигналлар;

– кўчалар бурчакларидан сoчилиш йўли билан қабул қилгичга келувчи сигналлар;

– юқoри вақтли кечикишга эга сигналлар.

Биринчи турга мансуб сигналлар кўчалар бўйлаб радиотўлқинларнинг тўлқинўтказгичсимoн тарқалиш холати учун характерлидир. Улар катта вақтли кечикишга (25 µs гача) эга, бу радиoтўлқинларнинг бинoлардан қайта-қайта аксланиши билан бoғлиқ. Бу сигналлар кўчалар йўналишларига мoс келувчи йўналиш бўйлаб келадилар. Қабул қилувчи станция яқинида жoйлашган oбъектларда сoчилувчи радиoтўлқинлар шуни кўрсатадики, унча катта бўлмаган вақтли кечикишга эга сигналлар азимут бўйлаб деярли тенг тақсимланади. Радиoтўлқинлар тарқалишининг тўлқинўтказгичли табиати кўриниши ифoдаланган, ва ундан кўринадики, мобил станциясига келувчи сигнал асосан бўйлама кўчалар орқали келади.

Иккинчи тур сигналларни, мoбил станция кўча чoрраҳаларига яқинрoқ ерда жoйлашганда кузатиш мумкин. Улар яқинрoқ ерларда жoйлашган бинoларнинг қирраларидан сoчилиши натижасида мoбил станцияларининг антенналарига етиб келади. Бу сигналлар турли ҳил кечикиш вақтига эга бўлишлари мумкин, бу катталик уларнинг бoсиб ўтган траектoриялари билан аниқланади. Бир қанча ҳoлатларда кичик бурчак oстида келувчи сигналлар катта вақт кечикишлари билан кузатилган. Қoидага кўра, бу сигналлар тўғридан–тўғри кўриниш чегаралари бўлмиш, кўчаларнинг oхирларида жoйлашган баланд биноларнинг мавжудлигига бoғлиқ. Кўпроқ катта вақт кечикишига эга сигналлар қайд қилинган. Бу тўғридан-тўғри кўриниш чегаларидан ташқарида, узоқда жойлашган кўп сoнли йирик бинoларнинг борлиги билан бoғлиқ. Бу сигналлар бўйлама йўналишда жойлашган бинолар хосил қилган табиий тўлқинўтказгичда дифракция хисобига йўналтирилган.

Вертикал текисликда қабул қилинаётган сигналларнинг қувватининг бурчакли бoғланишини ўлчаш шуни кўрсаттики, сигнал мoбил станция вазиятига бoғлиқ бўлган кучли вариация (ўзгариш) ларга дуч келмайди. Вақт кечикишларининг oшиши билан сигналнинг келиш бурчаги камайиши кузатилган. Бу омил сигналнинг катта вақтли кечикиш билан тарқалишидаги тўлқинўтказгичли ҳусусияти фаразини тасдиқлайди. Вертикал текисликдаги сигналнинг амплитудаси билан келиш бурчагининг умумий бoғланиши келтирилган. Расмда идеал (мутлoқ) ўтказувчи юзада жoйлашган қабул қилувчи чорактўлқинли вибратoрларнинг йўналганлик диаграммаси пунктир чизиқлар билан кўрсатилган. Сигнал энергиясининг 65 % дан кўпрoқ қисми радиoтўлқиннинг бинo тoмлари устида тарқалиши натижасида етиб келади.

Ўтказилган кузатишлар асoсида шуни ҳулoса қилиш мумкинки, шаҳар шарoитидаги тартибли зич қурилишли бинoларини тўлқинўтказгич механизми сифатида қараш мумкин. Бу механизмлар билан сигналлар катта вақтли кечикишга эга бўладилар. Бирoқ, агар мoбил станция кўчалар чoрраҳаларига яқинрoқ жoйлашган бўлса, бинo қирраларидан ва бурчакларидан дифракцияланиш натижасида етиб келаётган тўлқинлар қабул қилинаётган сигналнинг асoсий қисмини бериши мумкин.

Дарахтлар япроқларининг таъсири. Радиотўлқинларнинг тарқалишига таъсир этувчи омиллар жуда хам кўп. Шулардан бири сифатида дарахтларнинг таъсирин хам айтиб ўтиш лозим. Дарахтларнинг таъсирини тўлиқ инобатга олишнинг имконияти йўқ. Сабаби, уларнинг шакли, зичлиги ва шу каби хусусиятлари радиотўлқинларнинг тарқалишига таъсир кўрсатади. Қўшимча сифатида, дарахтларнинг япроқлилигини мавсумга боғлиқ равишда ўзгаришини хам инобатга олиш лозим. Бироқ, дарахтлар томонидан киритиладиган сусайишни аниқ бахолаш учун уларни бирон синдирувчи (нурнинг йўналишини ўзгартирувчи) ва ўртача эффектив баландликка эга тўсиқ сифатида кўриб чиқиш мумкин. Техас (АҚШ) да ўтказилган шу турдаги тадқиқотларнинг натижалари шуни кўрсатдики, 82 МГц частотали тўлқинлар учун дарахт барглари деярли шаффоф ва сусайиш коэффициенти 30 м да 1,6 дБ ни ташқил қилган. 210 МГц частотада эса бу кўрсаткич 30 м масофада 2,4 дБ ни ташкил қилган.

0,5...3,0 ГГц диапазонида дарахтлар баландлигидан камида 5 марта ката масофаларда тадқиқот натижалари идеал ўткир (понасимон) тўсиқда дифракцияга асосланган назарий натижалар билан яхши мутаносиб. Холмделда (АҚШ) шахар атрофида қиш мавсумида 839 МГц частотада ўтказилган тадқиқот натижалари, дарахтларнинг япроқларпи йўқлиги учун ёздагига нисбатан майдон кучланганлиги 10 дБ га юқорироқ эканлигини кўрсатди.

Дарахтларнинг шохлари асосан вертикал жойлашган бўлганлиги учун вертикал қутбланган тўлқинларнинг дарахтлардаги сусайиши горизонтал қутбланишдагига нисбатан анча юқори.

Шахар шароитида майдон сатхларини хисоблаш услублари. Майдон сатхларининг тақсимотини хисоблаш моделлари жуда турли-туман бўлиб, муаллифлар томонидан шахар шароитида сигнал сатхини хисоблашнинг хар хил услублари таклиф этилган. Баъзи муаллифлар формулаларга ягона эмпирик коэффициент киритиш орқали масалани хал қилишган. Баъзилари эса, мавжуд назарий боғлиқликларга эмпирик коэффициентлар киритишга харакат қилишган. Учинчилари эса, ушбу масалани дифракция назарияси асосида хал этишган.

Радиотўлқинлар тарқалишининг бутун комплексини бахолашнинг энг мақбул усулларидан бири – катта миқдордаги тажриба натижаларининг ўртача қийматлари асосида олинган эмпирик (тажрибавий) моделларни қўллашдир. Одатда, ҳар бир модель ўз эмпирик коэффициентлар тўпламига эга ва албатта қўлланиш шароитлари хам турлича. Ўрнатилган эмпирик қонуниятларнинг бир қисми ХЭИ томонидан яратилган графикларда ўз аксини топган. Бу графиклар УҚТ диапазонида харакатдаги мобил станцияда хосил қилинадиган майдоннинг ўрта (медиана) қийматини аниқлашда қўлланилади. Бу графиклар асосида майдон қийматини аниқлаш услуби “Окамури услуби” деб аталади. Харакатдаги станциянинг киришидаги қувватнинг ўрта қийматини аниқлаш учун қуйидаги ифодадан фойдланиш мумкин. Ифоданинг қулай томони шундаки, унда барча қийматлар дБ да келтирилган

P₂= 10∙lgP_o− L_р

ёки майдон кучланганлиги

, дБ,

бу ерда P₀–қабул қилинаётган қувватнинг эркин фазодаги қиймати, мВт;

Е₀– электр майдони кучланганлигининг эркин фазодаги қиймати;

L_р – йўқотишларнинг дБ даги қиймати

L_р= A_м(r, f) – H₁ (h₁,r) – H₂(h₂,f) – К₁ – К₂ – К₃ – K₄, дБ,

бу ерда A_м(r,f) –эркин фазо ҳолатига нисбатан шаҳарда юзага келадиган сусайиш қиймати, дБ;

H₁(h₁,r) – узатувчи антеннанинг “баландликли кучайтириш коэффициенти”, дБ;

H₂(h₂,f) – қабул қилувчи антеннанинг “баландликли кучатириш коэффициенти” дБ;

K₁ – шаҳар атрофи ва очиқ ҳудудлар учун киритиладиган тузатиш коэффициенти, дБ;

K₂, K₃, K₄ – дўнгликли худуд, тоғли худуд ва "қуруқлик-денгиз" туридаги тўсиқлар учун тузатиш коэффициенти, дБ.

Хата.М. Окамура графикларини аппроксимациялаш орқали йўқотишлар қиймати L_P ни хисоблаш ифодасини таклиф қилган. Бу ифодалар 150…1500 МГц частоталарда h₁ = 30…200 м, h₂= 1…10 м шартлар бажарилганда шахар ва шахар атрофи худуди учун мос келади (ХЭИ томонидан тавсия этилган).

Хисоблаш формулалари қуйидаги кўринишга эга

«ўрта ва кичик шахар учун»

, дБ;

“катта шахар учун” f ≤ 200 МГц да

, дБ;

“катта шахар учун” f ≥ 400 МГц да

шахар атрофида

қишлоқ худуди учун

очиқ худуд учун

Бу ерда ва бундан буён f МГц да r эса км да ўрнатилади.

Сотали тизимларнинг ривожи COST 231-Hata моделининг яратилишига сабаб бўлган. Бу модель Хата модели каби шартларда ўринли ва 1500…2000 МГц частоталар учун ўринли.

Пойтахтнинг марказий худуди учун

Қишлоқ худуди учун

Очиқ худуд учун

“Окамура-Хата” модели квазиясси ер сирти устида майдон сатхини хисоблаш учун мўлжалланган бўлганлиги учун, дўнгликлар холатида бу ифодалар сезиларли хатоликлар беришини инобатга олиш лозим. Шу камчиликни бартараф этиш учун ушбу моделга қуйидаги дўнгликни инобатга олувчи тузатиш коэффициентини киритиш лозим

, дБ,

бу ерда А – эмпирик коэффициент.

Хиёл дўнглик (Dh = 20…40 м) бўлган холатда А = 0,2 дБ/м, ўртача дўнглик (Dh = 40…80 м) холатида А = 0,225 дБ/м га тенг. Ушбу коэффициентлардан фойдаланиш хисоблашлардаги хатоликларни камайтириш имконини беради.

Шуни таъкидаб ўтиш лозимки, Ўрта Осиё худудида майдон кучланганлигини “Окамура-Хата” модели ёрдамида хисоблаш натижалари амалдаги қийматлардан анча кичик натижани беради. Бунга сабаб эса, узатишдаги йўқотишларнинг амалдагидан катта қийматга эга бўлишидир.

Радиоэшиттириш станциялари майдони сатхларининг Тошкент шахридаги ўлчов натижалари тахлили асосида 80...100 МГц диапазони учун “Окамура-Хата” моделининг қуйидаги такоммилаштирилган ифодаси таклиф этилади

- шахарнинг зич қурилишли худуди учун

L = 15,5 - 13,82 lgh₁ + 26,16 lgf - 8,29 [lg(1,54h₂)]² + (35,1 - 6,55 lgh₁) lgr, дБ;

- шахарнинг сийрак қурилишли худуди учун

- бўйлама жойлашган кенг кўчалар учун

L = -20,5 - 13,82 lgh₁ + 26,16 lgf - 8,29 [lg(1,54h₂)]² + (35,1 - 6,55 lgh₁)lgr, дБ;

- кўндаланг жойлашган кенг кўчалар учун

L = -12 - 13,82 lgh₁ + 26,16 lgf - 8,29 [lg(1,54h₂)]² + (35,1 - 6,55 lgh₁) lgr, дБ.

Тошкент шахрида 900 МГц диапазони учун худди шу каби ифодалар қуйидаги кўринишга эга

- ўрта зичликдаги қурилишли шахар учун

, дБ;

- сийрак қурилишли шахар учун

, дБ;

- кенг бўйлама кўчалар учун

, дБ.

- кенг кўндаланг кўчалар учун

, дБ.

Ушбу ифодалар “Окамура-Хата” моделига нисбатан 60 дБ ча кам сусайиш қийматини беради. Бу эса, бизнинг регион учун айни муддао.

Радиотўлқинларнинг тўғрибурчакли туннелда тарқалишини электромагнит тўлқинларнинг тўғрибурчакли тўлқинўтказгичда тарқалиши орқали тушунтириш мумкин. Бунда тўлқинўтказгичнинг деворлари эффектив солиштирма ўтказувчанлик параметрига эга деб қаралиши лозим

Бу ерда α – сусайиш, дБ/м;

a – туннелнинг кенглиги, м;

b – туннелнинг баландлиги, м;

λ – ишчи тўлқин узунлиги, м.

“Эффектив солиштирма ўтказувчанлик” қуйидаги экспоненциал функция ёрдамида яхши аппроксимацияланади

“Эффектив солиштирма ўтказувчанлик” қийматини билган холда туннелдаги сусайиш коэффициентини қуйидагича хисоблаш мумкин

5.3. Ер сунъий йўлдошлари орқали алоқа тизимларида радиотўлқинларни тарқалиш хусусиятлари

Хозирги кунда катта узунликка эга бўлган алоқа линиялари жуда хам мухим ўрин эгаллаб келмоқди. Бунда алоқа Ернинг сунъий йўлдошида (ЕСЙ) ўрнатилган ретрансляторлар ёрдамида амалга оширилади. Фаолият Ер – ЕСЙ – Ер схема бўйича олиб борилади (5.4-расм). Космик линияларни ишлаш шароитида тарқалиш жараёнини ўрганишда ҳисобга олиш керак бўлган бир қатор хусусиятоарга эга. Алоқа ЕСЙ ларини Ер сиртига нисбатан оптимал учиш баландлиги 10 000...40 000 км оралиғида бўлиши ўрнатилган. Борт ретрансляторларини бундай баландликда жойлашиши ионосфера сиртидан аксланмайдиган 100 МГц дан (λ < 3 м) катта частоталарни қўллаш заруриятига олиб келади. Тарқалиш шароитларига баҳо бериш учун сунъий йўлдош алоқасининг частота полосалари тўғрисида аниқ маълумотлар талаб қилинади, чунки метрлидан дециметрлига ва кейинчалик сантиметрли, миллиметрли тўлқинларга ўтишда тарқалиш шароити сезиларли мураккаблашади. Ҳозирги вақтгача ўзгармас сунъий йўлдош алоқаси 1...10 ГГц (30...3 см) турли диапазон полосасида ишлаган. Худи шу диапазонда бошқа мақсаддаги космик тизимлар ишлаган, масалан, космик тадқиқотлар, метеорология, Ерни тадқиқот қилиш, ҳаракатдаги ва йўналтириш хизматлари. Космик тизимларни ривожланиши бу диапазонни қайтадан зичлаштиришга олиб келди.

5.4-расм. Сунъий йўлдош орқали алоқа линияси

Шунинг учун янги алоқа линияларни лойиҳалашда, ҳозирги вақтгача ердаги тизимларда ҳам нисбатан кам ишлатилган 10 ГГц дан катта бўлган частоталарга қаратилган.

Кўпчилик ички ва халқаро сунъий йўлдош алоқа линиялари ҳозирги вақтда 6/4 ва 8/7 ГГц полосаларда ишлайди (Ер – ЕСЙ алоқа линиясида ишлатиладиган частота полосаси Есй да пастроқ қийматга эга). Баландроқ частота диапазонида 14/12 ва 30/20 ГГц полосалари ажратилган. Ер – ЕСЙ йўналиши бўйича сигнал йўқотиш қийматти катта бўлган частоталар қўлланилади, чунки Ерда катта қувватли узатгич ва катта коэффициентга эга бўлган антенналарни ўрнатиш мумкин. Бундай частоталардаги радио тўлқинларни тарқалишида кузатиладиган асосий ходисалар - атмосфера газларидаги кучсизланишларга, ёғингарчиликдаги кучсизланишларга, Фарадей эффекти ва ёғингарчилик ҳисобига тўлқинларни қутбланиши ўзгариши, қабул қилинаётган майдон амплитудаси ва фазасини тасодифий флуктуацияси, келиш бурчаклари ўзгариши (вариацияланиши), бузилишсиз узатиладиган частота полосаларини чегараланиши. Космик алоқа тизимларни ишлаш шароитларини баҳолашда космик линияларга бириктирилган бириктирилган 10 ГГц диапазонидаги частота полосаларни бир вақтни ўзида Ердаги хизматларда ҳам қўлланилишини ҳисобга олиш зарур. Бу тизимларни биргаликда фаолият олиб боришлари учун Ер сиртида бортдаги узатгичлар ҳосил қиладиган қувват оқимини руҳсат этилган зичлигига чегараланишлар киритилган. Частота полосаси ва тўлқинни тарқалиш траекториясининг қияланиш бурчагига боғлиқ равишда оқимни меъёрлаштирилган зичлиги 4 кГц частота полосасида -140...-150 дБВТ/м² (10^-14...10^-15 ВТ/м²) дан ошмаслиги керак. Бундай кучсиз майдонларни қабул қилиш космик линияларни ишлаши асосий хусусиятларидан бири ҳисобланади. Шунинг учун ердаги қабул мумкин бўлган минимал ташқи ва ички шовқинлар сатҳида амалга ошиши керак. Геостационар орбитадан (Н_й = 35860 км баландлигда жойлашувчи экваториал доиравий орбита) ташқари иҳтиёрий орбита бўйича ҳаракатланаётганда ЕСЙ ни Ердаги узатиш ва қабул қилиш пунктларига нисбатан силжиши юз беради. Бунда атмосферадан ўтиб келувчи тўлқинни йўл узунлиги ва горизонт чизиғига нисбатан тўлқинни тарқалиш траекторияси орасидаги бурчак ўзгаради. Шунинг учун сунъий йўлдош орқали алоқа линиялари фақат ∆ ≥ 5° да ишлайди. Бундай линияларни лойиҳаланаётганда 5 дан 90° гача бўлган кўтарилиш бурчаги секторида сунъий йўлдошни силжишларида тарқалиш шароитини ўзгаришини ҳисобга олиш керак. Ердаги станцияга нисбатан сунъий йўлдошни силжиши қабул қилишни Доплер эффекти билан юз бериши кузатилади. Частотани Доплер силжиши сигнални спектрини бузилиш сабаби ҳисобланади. Сунъий йўлдош орқали алоқа линияларни барқарор ишлашига қўйиладиган юқори талаблар линиядаги тарқалиш шароитларини синчковлик билан ўрганиш зарурлигини келтриб чиқаради.

Тарқалиш трактидаги асосий йўқотишлар. Узатишдаги асосий йўқотишлар. Бир неча ўн минг километрлар билан баҳоланадиган Ер – ЕСЙ линиянинг катта узунлиги, узатишни асосий йўқотишларининг L₀ катта қийматда бўлиш сабаби ҳисобланади. Агар сунъий йўлдошларнинг орбиталарини баландлиги 10 000 … 36 000 км ни ташкил қилса, унда Ердаги пункт билан сунъий йўлдош орасидаги максимал масофа
17 000 … 40 000 км оралиғида ўзгаради. Бундай масофаларга 3 ГГц частотадаги узатишда 185 дан 193 дБ гача, 30 ГГц частотада эса 205 дан 214 дБ гача асосий йўқотишлар мос келади. Бундай катта йўқотишларни компенсация қилиш учун Ердаги мураккаб ускуналари ёрдамида м аълум даражада таъминланадиган линияни катта энергетик салоҳияти (потенциали) зарур бўлади. Энергетик ҳисоблашда тўлқин тарқалиш троекториясини минимал руҳсат этилган кўтарилиш бурчаги Δмин бўлгандаги Ер пункти билан ЕСЙ орасидаги максимал масофа учун rmах асосий йўқотишлар аниқланади.

Тропосферада тўлқинларни кучсизланиши ва қутбланишини бузилиши. Космик алоқа линиялари учун ажратилган частота диапазонларида, тўлқинлар кучсизланиши катта бўлиши мумкин. Эслатиб ўтиш жойизки, тропосферадаги йўқотишлар газдаги йўқотишлар, сочилишларда ва ёмғир, туман, булутлардаги ютилишлардан йиғилади. 1 … 10 ГГц частота диапазонида газлардаги ютилишлар ∆ ≥ 5° кўтарилиш бурчакларида катта эмас. Лекин частота ошганда кучсизланиш кескин кўтарилади ва 20 ГГц частотада кучсизланиш кўпайтириш ҳади F_r минус 10 дБ қийматига етади. f ≤ 6 ГГц частоталарда ёмғирдаги иҳтиёрий жадаллигида ва траекториясини кўтарилиш бурчаги ∆ ≥ 5° бўлганда йўқотишлар кам бўлади. Лекин f ≥ 10 ГГц частоталарда, мутаддил ёмғир пайтида (J_ё ≤ 10 мм/ч) бўлганда ҳам бир неча децибеллни ташкил ташкил қилади, жала даврида (J_ё > 40 мм/ч) ўнлаб децибеллга ошади. Бу частота диапазон частоталарида ишлаганда, ёмғир пайтидаги кучсизланишлар линиялардаги энергетик заҳирани ошириш заруриятига олиб келади. Лекин ҳар доим бундай захираларни амалга ошириш мумкин бўлмай қолади. Кучсизланишни камайтириш учун юқориланиш бурчагини катта олган ҳолда ишлаш тавсия этилади, бунда ёмғир томчилари билан кесишиш йўли нисбатан кичик бўлади. Эксплуатацион космик алоқа тизимларида қувват бўйича заҳира 6…10 дБ ни ўйлаб топилган ҳисоб-китоб ва қурилиш усуллари билан таъминлаш мумкин, лекин 10…15 дБ дан юқори қийматни таъминлаш қийин ва қиммат бўлади. 20 ва 30 ГГц частотадан 99,5% юқори бўлган барқарорликни махсус усуллар билан олиш мумкин, масалан, кучли ёмғир зоналари мос келмадиган масофада жойлашган станцияларда бир вақтда қабул қилиш. Кучли ёмғир, айниқса жала мўътадил иқлим бўлган ҳудудларда, кучсизланишдан ташқари қутбланиш ўзгариши ҳодисаси кузатилади. Айтиб ўтиш лозимки, қутбланиш ўзгариш ҳодисасини 10 ГГц частотадан юқори бўлган частотада ҳисобга олиш лозим, бунда иккита канал битта частота диапазонида ишлайди, лекин ортоганал қутбланиш билан бўлади. Бу ҳолда қутбланиш бузилиши каналлар орасида ўзаро ҳалақитларга олиб келади.

Радио тўлқинларни ионосфера орқали ўтиши билан боғлиқ иссиқлик ва қутбланиш йўқотишлари. Ионосферада узатиш йўқотишлари L_и≈ 2500/f²[МГц] таҳминий формула билан аниқланадиган якуний ўтказувчанлигига боғлиқ, бундан кўриниб турибдики, f > 100 МГц частотада йўқотишлар 0,25 дБ дан ошмайди.

Қутбланиш йўқотишлари қабул қилинаётган сигнал қутбланишининг мослиги бузилишига ва қабул қилиш антеннасини Фарадей эффекти натижасига боғлиқ. Сунъий йўлдошни силжиши, ҳамда ионосферани параметрларини ўзгаришлари қабул қилинаётган майдонни қутбланиш теккислигини бурилиш бурчагини ψ_ф узлуксиз ўзгариши сабаби ҳисобланади. Агар айланувчи қутбланишли майдонни чизиқли қутбланишни қабул қиладиган антенна билан қабул қилинса, унда қутбланиш флуктуациялари ҳосил бўлади, бу эса йўқотишларга эквивалентдир.

Ҳисоблашлар 100 МГц частотада бурчак ψфmах минглаб градусни ташкил қилади, 3 ГГц частотада эса бир неча градусларгача камаяди, шунинг учун қутбланиш йўқотишлари f < 3 ГГц частоталарда ҳисобга олинади. Йўқотишларни абсолют децибеллдаги қиймати L_ф = 1 / соs²ψ_ф ёки L_ф = -20lg|соsψ_ф| бўлади. Бундай турдаги йўқотишлар билан курашиш чораси бортдаги ва Ердаги станцияларда айланма қутбланишли антенналарни қўллаш ҳисобланади, унда L_ф = 0. Агар линияни бир учида айланма қутбланишли антенна, иккинчи учида – чизиқли қутбланишли антенна ўрнатилган бўлса, унда L_ф = 3 дБ га тенг бўлади.

Рефракциянинг таъсири. Тропосфера ва ионосферада Ер – ЕСЙ линиясидаги радио тўлқинларнинг траекториясини эгилиши (қийшайиши) содир бўлади. Доимий рефракция ва рефракция бурчагини тасодифий флуктуацияси фарқланади. Траекторияни эгилишини таъсири икки кўринишда намоён бўлади. Ер станциясидаги етарлича тор йўналтириш диаграммали (таҳминан 1º) антенналарда, траекторияни қийшайиши сунъий йўлдошни «йўқолишига» олиб келиши мумкин. ЕСЙ ларининг координаталари ўлчашда рефракция ҳисобига ЕСЙ жойлашиш бурчагини (кўтарилиш бурчаги Δ) ни аниқлашда ҳатоликлар пайдо бўлади. Траекторияни эгилиш даражаси рефракция бурчаги δр билан анқланади. Тропосферани рефракция бурчагини δр оддий формула ёрдамида аниқлаш мумкин, агар троекторияни кўтарилиш бурчаги ∆ ≥ 5° ва троекторияни эгилиши оз бўлса, яъни тропосфера оралиғида квази тўғри чизиқли тарқалиш ўрни мавжуд бўлади. Сунъий йўлдош тропосфера дан узоқда жойлашганлиги сабабли, кўрсатилган яқилашиш рефракция қонунини Лаплас томонидан кўриб чиққан оптик тўлқинларни астрономик рефракцияси ҳолига олиб келади, бунда рефракция бурчаги линиянинг учидаги пунктларидаги синиш коэффициентларини айирмаси билан аниқланади. Сунъий йўлдош жойлашган муҳитда синиш коэфффициенти
n = 1 ва Ерда қабул қилинганда градусларда белгиланган тропосфера рефракцияси бурчаги δ_тр = (n_то - 1)сtg∆, бунда nто тропосферани синиш коэффициентининг ерлашган қиймати. Ионлашишдаги ўртача ҳолати учун градусларда белгиланган ионосфера рефракциясининг бурчаги,

δ_ир = -57 соs∆ / (f² [МГц] sin3∆), яъни ионосфера рефракцияси тропосфера рефракциясидан фарқли равишда частотага боғлиқ. Ҳамма атмосфера қатламларидан тўлқинни ўтишдаги рефракцияни умумий бурчаги

δ_Р = δ_тр + δ_ир. 20.2-расмда δ_тр ва δ_ир ларни траекторияни кўтарилиш бурчаги боғлиқлиги кўрсатилган. Расмдан 1 ГГц юқори бўлган частоталарда ишлаганда умумий рефракция тропосфера билан аниқланиши кўриниб турибди.

δ_тр бурчагида катта бўлмаса ҳам ва ∆ ≥ 5° ли траектория учун 10΄ дан катта бўлмаган қиймат билан баҳоланади, космик линияларда у ердаги қабул қилиш антеннанинг диаграммаси кенглигига яқин бўлиши мумкин. Шунинг учун ерлашган синиш коэффициентини қийматини ўзгариш жараёнида рефракция жараёнини ўзгаришида қабул қилгич киришидаги сигнал сатҳини тебраниши кузатилиши мумкин. Бундай ходисалар билан курашиш чоралари Ер станциясини жойлашиш ҳудудидаги ўлчашлар асосида ҳисобланган антенналарни йўналишларига жорий тузатишларни киритиш хизмат қилади.

5.5-расм. Атмосферани турли қисмларида траекторияни эгилиш табиати

Доимий рефракцияга синиш коэффициентининг тасодифий флуктуацияларига боғлиқ бўлган рефракцияни бурчагини тасодифий флуктуацияси қўшилади. Лекин одатда доимий бўлмаган рефракция бурчагининг ўртача квадратик қиймати доимий рефракция бурчагининг ўртача квадратик қийматидан бир оз кичкина бўлади.

Сигнал сатҳининг флуктуацияси. Ер – ЕСЙ трассасида кўтарилиш бурчаги 5˚ дан катта бўлганда, қабул қилиш интерференцион келиб чиқишли тез чуқур бўлмаган флуктуациялар билан кузатилади. Қабул қилиш нуқтасига тўғри тўлқиндан ташқаритропосфера ва ионосферадаги локал ножинсликлардан сочилган жадаллиги кучсиз кўп тўлқинлар етиб келади. Космик линияларда одатда қўлланиладиган частоталарда, асосан қуйида келтирилган қонуниятлар билан характерланадиган тропосфера милтиллаши намоён бўлади. Флуктуация чуқурлиги траекториянинг кўтарилиш бурчаги кичиклашиши ва тўлқин узунлиги қисқаришига боғлиқ равишда катталашади. Тўлқин қанча қисқа бўлса, сочувчи ножинсликлар ўлчамларининг спектри шунча кенг бўлади. Яссироқ бўлган траекторияларда тропосферадан ўтувчи тўлқинни босиб ўтувчи йўли катталашади ва сочилишда ундан ҳам кўп сонли ножинсликлар қатнашади. Флуктуациянинг амплитудаси антеннанинг йўналтириш диаграммасини кенгайиши билан бир оз катталашади. 4...6 ГГц частота диапазони ∆ ≥ 5° бурчагида 20...40 м диаметрли антенналар бўлгандаги ўлчашлар амплитудалар оний қийматлар тақсимланиши нормал-логарифмик қонунга бўйсинишини кўрсатди ва стандарт оғиш 0,5...0,6 дБ дан ошмайди. Жуда ҳам ясси бўлган траекторияларда сунъий йўлдош горизонт чизиғига яқинида жойлашганда тўғри ва ердан аксланган тўлқинлар амплитудаси бўйича яқин бўлгандаги интерференция ҳисобига чуқур флуктуациялар кузатилади, чунки ∆→0° ер сиртлари иҳтиёрий турдаги ғадир-будирликдаги ва иҳтиёрий қутбланишли тўлқинларда, ердан аксланиш коэффициенти бирга интилади. ЕСЙ ёки геостационар сунъий йўлдошга ҳаракатдаги объект силжисда, масалан, кема билан, интерференцияланувчи тўлқинлар орасидаги юриш фарқи ўзгаради ва натижавий сигнал амплитудаси чуқурлиги 10...15 дБ дан катта бўлиши мумкин бўлган флуктуацияга тўгри келади. Бу ҳодиса бир қатор бошқалар билан ∆ ≥ 5° кўтарилиш бурчагида ишлаши зарурлигига олиб келади.

Радиолиниялар ишлашига таъсир этувчи ташки шовқинлар. Космик линияларнинг ишлашига қабул қилиш шароитида қурилманинг ички шовқинлари билан чегараланган ҳолда қайд этилган частотада ишловчи ердаги тизимлардан фарқли улароқ ташқи шовқинлар катта таъсир ўтказадилар. Буни қуйидагича тушунтириш мумкин, яъни космик линияларда сатҳи жуда паст булган сигналарни қабул қилиш учун ердаги қабул қилгичувчи қурилмаларда азот ёки гелий билан совитиладиган юқори частотали параметрик ёки молекуляр кучайтиргичларни қўллаш лозим бўлади. Бу ҳолда, 1...10 ГГц диапазон оралиғида қабул қилгичнинг ички шовқинлари 10...300 К гача камаяди ҳамда космик шовқинлар, атомосфера шовқинлари ва Ернинг шовқинлари бир бирларига тенглашиб қолади, ёмон об-хаво вақтида ташқи шовқинлар қабул қилгичнинг ички шовқинларининг сатҳидан ортишига олиб келади.

Космик нурланиш ва қизиган атмосфераларнинг умумий шовқинларининг сатҳи 1...10 ГГц диапазонда аниқ келтирилган «дераза»си мавжуд. «Дераза» нинг қуйи чегараси 1 ГГц дан пастда, кам шовқинли қабул қилгич билан ишлаганда, қабул қилаётган частота диапазонни чегаралашдан кўра 100 градус ҳароратли ёруғлик температурасига етади. «Дераза» нинг юқори чегараси эса атмосфера шовқинлари билан ёпилиб 10 ГГц дан юқорида уннинг сатҳи тезда ошиб кетади ва 20...25 ГГц частоталарда ҳарорати максимумга етади 200...300 К. Атмосфера шовқинларини баҳолашда қабул қилиш антеннасининг йўналтириш диаграммасини горизонт линиясидан кўтарилган сари қабул қилгич киришида уларнинг сатҳи кичиклашишини ҳисобга олиш зарур. Δ бурчаги катталашиши билан атмосферада тўлқин босиб ўтадиган йўли ва мос равишда қабул қилгияч киришида шовқин кичиклашишига сабаб ҳисобланувчи нурловчи атмосфера малекулалари чегараси билан ўралган ҳажм ҳам қичиклашади. Атмосфера шовқинининг сатҳи ∆< 5...7° бурчакларида жадаллик билан ўсади. Кичик бурчакларда қабул қилгич киришида ер шовқинлари ҳам катта, қабулда бу ҳолда йўналтириш диаграммасининг фақат ён япроқлар эмас, балки асосий япроғи ҳам иштирок этади. Қабул қилгич киришида атмосфера ва ер шовқинларини камайтириш учун 5...7° дан юқори бўлган кўтарилиш бурчакларида ишлаш тавсия қилинади, бу эса фойдали сигнал сатҳининг минимал флуктуациялари талабларига мослашади.

Ўртача метеорологик шароитлар, антеннани йўналтириш диаграммаси тор, кўтарилиш бурчаги 5° дан катта, 4…6 ГГц частота диапазонида ташқи манабалардаги умумий шовқин ҳарорати 30 … 50 К қиймати билан баҳоланади. Ёғингарчилик мавжудлигида температура ошади. Бортдаги антенна Ер йўналишида йўналтирилганда борт қабул қилгичи учун асосий ташқи ҳалақитлар қиздирилган Ер сиртини нурланиши ҳисобланади.

Сигналлар кечикиши. Ер – ЕСЙ – Ер трассасининг хусусияти бўлиб, трасса узунлиги катта бўлганлиги сабабли корреспондент пунктлар орасида сигнални узоқ вақт (кечикиб) тарқалиши ҳисобланади. Кечикиш вақтини аниқлаш t_к муҳитни ножинслигини ҳисобга олмаган ҳолда, бутун йўл бўйича тарқалиш тезлигини ёруғлик тезлигига тенг деб олинади. Халқаро меъёрларга кўра абонентдан келаётган телефон канал учун руҳсат этилган максимал кечикиш вақти 400 мс дан ошмаслиги керак. Сунъий йўлдош алоқа линияларида максимал мумкин бўлган кечикиш икки охиридаги қабул қилиш пунктларини горизонт чизиғига нисбатан сунъий йўлдош жойлашишига мос келади. Геостационар орбита учун t_кmax = 300 мs ва кечикишдаги меъёрлар битт ретрансляцион сунъий йўлдош орқали бажариш мумкин бўлади. ЕСЙ Ердаги пунктларга нисбатан силжишига боғлиқ равишда кечикиш вақтини ўзгариши битта космик ретранслятор орқали ишлайдиган станциялардаги сигналлар юқори даражадаги синхронизацияни талаб қилувчи тизимларда қийинчиликлар келтириб чиқаради.

5.4. Тропосферали узоқ тарқалиш (ТУТ)

ТУТ ни механизми, бу тропосферани диэлектрик сингдирувчанлигининг кучсиз ножинсликларидаги радио тўлқинларини сочилиш натижасидир. Механизм хусусиятлари қуйидагилар, ТУТ ни фақат радио алоқа тизимлари учун қўлланилади. Тропосфера линиялари радиорелели принцип бўйича қурилади, лекин тўғридан-тўғри кўринишли РРЛ дан фарқли тропосфера радиорелели линияларида (ТРРЛ) қабул қилиш пунктлари доим чуқур соя зонасида жойлаштирилади. Қўшни РРС лар орасидаги интерваллар узунлиги ҳар хил холатларда 150...1000 км ни ташкил қилади. Ҳозирги пайтга келиб бутун дунёдаги ТРРЛ тармоғининг узунлиги таҳминан 100 000 км ни ташкил қилади. Оддий тўғридан-тўғри кўринишли интервалли РРЛ га нисбатан ТРРЛ ни асосан бориш қийин бўлган чўл, шимол ва тоғли ҳудудларда қўлланилади, у ерда уларни қурилиши ва эксплуатация қилиниши қулайдир.

Тропосфера линияларида қабул чуқур умумий ва селектив флуктуациялар билан кузатилади. Оҳирги ҳодиса сигнални бузилиши ва ахборот бузилмайдиган узатиш полосасаини чегараланганликлари сабаб бўлади. ТРРЛ асоан телефония ва телеграф хабарларини узатиш учун қўлланилади. «Олдинга» сочилиш жараёнида сигнални анчагина кучсизланиш ва чуқур флуктуациялар мавжудлиги натижасида ТРРЛ ни фақат узатиш ва қабул қилиш ускунасини юқори энергетик кўрсатгичлари бўлгандагина ишлаши мумкин. Бу линияларда бир неча юз ваттдан 50 кВт ларгача қувватли узатгичлар, кам шовқинли параметри кучайтиргичли қабул қилгичлар, 50...55 дБ кучайтириш коэффициентига эга бўлган
40х40 м ўлчамли антенналар, фазо ва частота бўйича иккиланган ва тўртланган силжитишли қабул ва бошқалар қўлланилади.

ТУТ линиялар хусусиятлари, радиолиния узунлиги ошиши билан сигнал сатҳини тез кичиклашиши ҳисобланади, бу икки сабаб билан тушунтирилади. Сочувчи ножинсликлар энг катта интенсивлиги тропосферани пастки қатламларида кузатилади, шу сабабли ТУТ линияларида интервал узунлигидан қатъий назар нурланиш ва қабул горизонтга нисбатан тахминан нол бурчак остида олиб борилади. Турли узунликдаги радиолинияларни кўриб чиқамиз: АВ₁ ва АВ₂ узунликдаги радиолинияларда антеннани йўналтириш диаграммаси Ер сиртига жипслаштирилган (5.6-расм).

5.6-расм. ТУТ ни турли узунликка эга трассалардаги сочилиш

бурчаги ва ҳажми

Радиолинияни узунлиги ошиши сочилиш бурчагини θ_соч ошиши ва самарали сочилиш ҳажмини юқорига силжиши билан кузатилаётгини, юқорида эса ножинсликлар жадаллиги кучсиздир. Бу икки сабаблар майдонни масофа ошиши билан тез камайишига олиб келадилар.

Энергетикага талабларни мураккаблаштирмаслик учун (агар мумкин бўлса) интервал узунлигини 300...400 км дан оширмасдан танлаш тавсия этилади. Сочилиш жараёнида сигнални сезиларли кучсизланиш ва чуқур флуктуациялар мавжудлиги натижасида ТРРЛ ни фақат узатиш ва қабул қилиш ускунасини юқори энергетик кўрсатгичлари бўлгандагина ишлаши мумкин.

ТУТ линияларининг энергетик ҳисоби. ТУТ да майдон хусусиятларини сонли баҳоланиши эксперементал маълумотларга қайта ишланган натижаларига асосланган.

Эркин фазодаги радио алоқа тенгламасига асосланиб ва ТУТ линиясини хусусиятларини ҳисобга олган ҳолда қабул қилгич киришидаги сигнал қувватин статистик тақсимланишини қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин

P₂(T) = P₁+ 20lg(λ / 4πr) + G₁+ G₂+ η₁+ η₂+ ∆G +В_О_M+ ∆В(T).

Бу ерда P₁ – узатгич қуввати, дБВт; r – ТРРЛ интервалининг узунлиги; λ – тўлқин узунлиги; G₁ва G₂ – узатиш ва қабул қилиш антенналарини кучайтириш коэффициентларининг қийматлари, дБ; η₁ва η₂ – узатиш ва қабул қилиш фидерларининг фойдали иш коэффициенти, дБ; ∆G - узатиш ва қабул қилиш антенналарини «кучайиш йўқолишлари» катталиги, дБ; кучсизланиш кўпайтмаси, дБ; В_О_M – кучсизланиш кўпайтмасининг кўп мудатли ойлик медиан қиймати, дБ; ∆В(T) - В_О_M дан кучсизланиш кўпайтмасининг оний қийматини оғиши, дБ.

Формуладаги бириннчи олтита қўшилувчилар радио алоқа тенгламасига тўлалигича мос келади, қолган учта қўшилувчи ТУТ линиясининг хусусиятларини ҳисобга олади.

Антеннани кучайтиришининг йўқотишлари ∆G ТУТ линияларида катта кучайтириш коэффициентига эга антенналар қўлланилиши радио алоқа тенгламасидаги келиб чиқадиган қабул қилинаётган Р₂ қувватда ютуқ бермаслигида кўринади. Кучайтириш коэффициентини қиймати қанча юқори бўлса, шунчалик қувват ортиғи қолади. Бу ҳодиса икки сабаби бор. Биринчиси, антеннани кучайтириш коэффициентини ошириш учун, унинг ўлчами катталаштирилади, натижада антенна юзаси қисмларида қабул қилинаётган майдонни тузилишида нокогорентлик кўпаяди, яъни атеннанинг йўналтириш диаграммасининг максимуми йўналишидан келаётган тўлқинлар билан антенна юзаси қисмларини уйғотиш синфазлиги бузилади, ўз навбатида кучайтириш коэффициентини камайишига олиб келади. Иккинчиси, йўналтириш диаграммасини торайтириш сочилиш ҳажмини қисқаришига олиб келади, яъни қабул қилинаётган майдон сатҳи камаяди.

Силжитиш каналларида сигнал флуктуациясини қониқарли ечилиши учун ∆f / f = (2...5) × 10^{-3 га тенг нисбий
ўртача частота силжитишига эга бўлиш етарлидир. Антенналарни трассага кўндаланг
йўналиш бўйича силжитиш}

(100...150)λ дан кичик бўлмаслиги керак, баландлик бўйича силжитилганда эса (30...50) λ дан кичик бўлмаслиги керак. Тропосферали радиорелели линияларда кўпинча иккита қабул қилиш антенна билан фазода силжитилган ва частота бўйича иккита узатгичли тўртланган қабул қилиш қўлланилади.

5.5. Ионосферадаги сочилишининг механизми

Радио тўлқинларни ионосферадаги сочилишининг (ИС) механизми физик моҳияти бўйича ТУТ механизмига ўхшашдир. Замонавий тасавурлар бўйича ИС ионосферани диэлектрик сингдирувчанлик кучсиз ножинсликларидаги нокогерент сочилишларига, ҳамда ε_и(h) аста охиста ўзгаришли ионлашган қатлам чегарасида когерент сочилиш билан кузатилади. Ионосферада жадал сочилиш D қатлами баландликларида таҳминан 75...90 км билан чегараланган соҳада кузатилади. Бу баландликларда икки турдаги кучсиз сочувчи ножинсликлар мавжуд: турбулент ва паст электрон зичликли кўп сонли вақт бўйича бир-бирини қопловчи метеорларни ионлашган излари, ҳамда бузилган шаклдаги метеорлар излари. Метеорли ташкил этувчи аҳамиятли ҳисобланади, тунги вақтда эса – асосан узлуксиз флуктуацияланаётган майдонда қабул қилинади. ИС механизмини фақат метрли тўлқин диапазонида 5...10 м

(60...30 МГц) қўллаш мумкин. Бундай узунликдаги тўлқинлар фақатгина сочилиб қолмай, балки электрон зичлиги кўтарилиб ионосфера соҳаларидан, аниқроғи юқори электрон зичлилик метеор ионлашган изларидан, спарадик қатламдан ва F2 доимий қатламдан аксланади. Шунинг учун кучсиз узлуксиз флуктуациялановчи сигнал фонида бузилиш манбалари ҳисобланувчи ва бузилмаган ишчи полосани бирлик кГц гача торайтирадиган юқори жадаллик эга бўлган якка сакрашлар пайдо бўлади.

ИС механизмини трасса узунлиги 1000 км дан 2300 км гача ретронсляциясиз қўллаш мумкин. Тарқалиш трактидаги ката йўқотишлар ускунани энергетик параметрларига юқори талаблар қўяди. Бу линияларда 30 … 50 кВт қувватли узатгичлар, 20 … 30 дБ кучайтириш коэффициентили ва қабул қилишда йўналиш диаграммаси бошқариладиган антенналар, иккиланга, баъзида тўртланган силжитилишли қабул ва бошқалар қўлланилади. ИС линия ўтказиш қобилияти бир неча телеграф каналли тарқалиш тракти бузилишлар билан чегараланган. Бир каналли телефон алоқа канали нисбатан паст сифат билан ташкил қилиш мумкин. ИС линия ускунаси мураккаб қимматлиги ва бир вақтни ўзида паст ўтказиш қобилияти сабабли қўлланиши чегараланган, асосан қутб кенглигидаги 1000 … 2000 км ли трассаларда, у ерда бошқа механизмлар ёки барқарор эмас (ионосферадан аксланиш ҳисобига тарқалиш) ёки ташкил қилиш қийин (тўғридан-тўғри кўриниш чегарасида ёки 300 … 600 км интервалли ТРРЛ).

Ионосферали тарқалишда майдонни ўртача сатҳи. Ўлчашлар ИС линияларида трасса узунлигига, унинг географик жойлашувига, ишчи частотасига, антеннанинг йўналтириш диаграммасини кенглиги ва йўналганлигига боғлиқ. Бундан ташқари ўртача сатҳ вақтларга боғлиқ, сутка соатлари бўйича, йил фасллари бўйича, қуёш циклини фаоллиги бўйича ўзгаришга дуч келади. Ионосферада тарқалиш назарияси r узунликдаги трассада θ_соч сочилиш бурчагида ва f ишчи частотада қабул қилинаётган қувват Р₂~1 / {r²[sin(θ_соч/ 2)]ⁿf^м}, бунда тажриба билан ўрнатилган n ≈ 6,5 и м ≈7,8 қийматлар, яъни ионосферада сочилишида майдон бурчак θ_соч ва частота f ошишида майдон тез пасаяди. Р₂(θ_соч) боғлиқлик ИС механизмини қўллаш мумкин бўлган доирасида тарқалиш диапазонини чегаралайди. Ионосферадаги сочилиш интенсивлиги 75…90 км баландлигида мужассамлашгани учун, трассани узунлигидан қатъий назар узатиш ва қабул қилиш антенналарини йўналтириш диаграммалари кесишиш соҳаси (сичиш ҳажми) кўрсатилган баландликларда жойлашиши керак. Бу шартни бажариш учун антенна йўналтириш диаграммасининг кўтарилиш бурчагини радиолиния узунлиги билан мослаштириш керак. Кўпинча трасса қисқариши билан бурчак ∆ катталашади, бу эса θ_соч ни ва йўқотиларни кўтарилишига олиб келади.
1000 км дан кичик бўлган узунликдаги линияларда, θ_соч = 22 º бўлганда йўқотишлар шунчалик кўп бўладики ИС механизмини қўллаб бўлмайди. 1000 … 1600 км масофа чегарасида йўқотишлар минимал бўлади ва линия узунлиги ошиши билан ошмайди, чунки 1/r² қонуни бўйича камайиш θ_соч камайиши ҳисобига интенсивликни сочилиши ошиши билан компенсацияланади. 1600 км дан узун бўлган линияларда бундай компенсация юз бермайди ва йўқотишлар кўпаяди. Радиолинияни чегаравий узунлиги 2300 км h_соч ≈ 85 км баландликда Ер сиртини эгрилиги ҳисобига чегараланади. Узатишни йўқотишларини кескин частота боғлиқлиги, ионосферани диэлектрик сингдирувчанлигининг ∆ε_и = 80,8∆N_e/ f²ножинсликларини жадаллиги частота ошиши билан камайиши билан боғлиқ. Узатиш ва қабул қилиш юқори эффектив ускунасини бўлганда ИС линияларда 60 МГц дан катта бўлган частоталарда ишлаш мумкин. Ионосфера қатламларидан нормал аксланган ва катта бузилишлар билан боғлиқ бўлган сигналлар борлиги сабабли 30 МГц паст частоталар қўлланилмайди.

Ўлчашлар қабул қилишни оптимал шароити антенна йўналтириш диаграммасининг кенглиги ва йўналишига сезиларли боғлиқлигин кўрсатади. Антеннани япроғини кенглиги 10º яқин бўлиши кераклиги тавсия қилинади. Йўналтириш диаграммасини торайиши майдонни метеор ташкил қилувчисини кучсизланишига олиб келади, чунки бу ташкил этувчи фазони нисбатан кенг бурчак секторидатақсимланган. Вертикал текисликда йўналтириш диаграммасини асосий япроқлари узатиш ва қабул қилишда шундай йўналтирилган бўлиши керакки линия ўртасида h_соч ≈ 85 км баландликда кесишиш керак. Горизонтал текисликда йўналтириш диаграммасини бошқариш трассани катта дори ёйидан метеор излари максимал сочилиши соҳасига 6…8º га тунги вақтда силжитиш керак.

Сигнални ўртача сатҳини вақт ўзгариши қуйидагилардир. Турбулент ножинсликлар энг катта жадалликда кундузги соатларда максимумда булади, сутка вариациялари 5…10 дБ етади. Фасллар бўйича мутадил иқлимда минимал сигнал баҳор-куз даврига мойил бўлади. Фасл юришини амплитудаси 8…16 дБ га етади. Қуёш фаоллик цикли мобайнида сигнлни ўртача сатҳи Қуёшни фаоллиги камайиши билан таҳминан 4…5 дБ га тенг бўлади.

Флуктуациялар ва силжитиб қабул қилиш. ИС линияларида сигнал қабули тез флуктуациялари билан кузатилади. Тақсимланиши якка метеор излари жадалликларидан аксланишлари ҳисобига кески сакрашлар билан сигнлни сатҳининг оний қийматларига қийинчиликлар келтириб чиқаради. Бошқа линиялардаги каби ИС линияларида ишлашнинг барқарорлигисигнални паст сатҳларида кузатиладиган флуктуацияларга боғлиқ. Майдон фақат узлуксиз сочилиш ташкил этувчиларига паст сатҳли сигналлар боғлиқ. Шунинг учун амплитудалар оний қийматлар тақсимланишини медиан қийматлардан таҳминан 15 дБ дан паст сатҳларда аниқланади, яъни бу ерда метеор сакрашларни ҳисобга олинмайди. Бу тақсимланиш Рэлей қонуни билан аппроксимацияланади, бундай жараён барқарорликни ҳисоблашда ҳам инобатга олинади. Берилган сатҳдаги айланиб ўтишлар кесишиш сони билан аниқланувчи флуктуациялар тезлиги, ўрта қийматга нисбатан 20 дБ сатҳда таҳминан 0,06 с ўртача давомийликли минутига 15…20 га тенг бўлар экан. ИС линияларидаги барқарор қабул фақат силжитишли қабул қўлланиши билангина мумкин. Антеннани фазода трассага кўндаланг йўналишида (7…10)λ силжитилиш энг самарали бўлар экан. Частота бўйича силжитишда 6 кГц дан кичик бўлмаган частотали каналларни ишлатиш зарур.

Сигналлар бузилиши. Узатилаётган ахборотини бузиш манбаси, бу қабул қилинаётган сигнални кўп нурли флуктуацияланаётган тузилишидир. Импульсли сигналларни бузилишини баҳолаш учун сигналларни вақт кечикиши ∆t_m_ах ни билиш зарур. ИС линияларда қуйидаги кечикишлар фарқланади, биринчидан, сочувчи ҳажмни оҳирги ўлчамлари ҳисобига асосий сочилиш механизмига боғлиқ бўлган, иккинчидан, юқорилашган электрон зичлигили метеор изларидан аксланган, ҳамда Е_S ва бошқа ҳамрох механизмларга боғлиқ бўлган кечикишлар. Сочувчи ҳажм ўлчамига мос келувчи биринчи тур кечикиши фақат 20 … 40 µs ни ташкил қилади ва ИС линияларида импульслар давомийлигини чегараланиши кечикаётган метеор сигналлар билан аниқланади, улар учун ∆f_m_ах≤ 1…2 мс га тенг. Импульс давомийлиги ∆f_m_ах дан бир неча марта катта бўлиши кераклиги сабали, ИС линияларида улар Миллисекундлар билан чегараланади. Аналог ахборотнинг бузилмаган узатиш полосаси ∆f_m_ах << 1 / ∆t_max бўлиб килогерцларда бўлади. Ўлчашлар 1500 км узунликдаги линияларда 2 кГц полсада АЧХ нотекислиги 95% вақтда 60 дБ дан катта бўлмаслигини кўрсатди. Телефон каналларида сифатни қўшимча чегараланишларни «Доплер чийилашалри» деб номланувчилар ҳосил қилади. Метеор изини шаклловчи асосий қисмдан ёки тез узунлашувчи излардан сочилганда ∆f_д= f_д- f частотали Доплер силжиши билан сигналлар қабул қилинади, бунда f_д – метеор изини ҳаракат йўналиши ва тезлигига боғлиқ бўлган Доплер частотаси; f – нурланган частота. Ўлчашлар таҳминан 90% ҳолларда f_д > f, бу эса метеор изини қабул қилиш нуқтасига яқинлашишига мос келишини кўрсатади. ∆f_д ни максимал қиймати ҳеч қачон 6 кГц дан ошмайди, 95% эҳтимоллик бўлганда – 2,5 … 3 кГц ташкил қилади. Метеор изи ҳаракати йўналиши ва тезлигини ўзгариши ∆f_д ни вақт бўйича ўзгаришига олиб келади, бу телефон каналларида хуштак (чийилаш) кўринишида намоён бўлади. Ускунани тўғри танланганда ИС линияларида ишлашни барқарорлигини йил мобайнида 99% дан ҳам юқори бўлишни таъминлаш мумкин.

5.6. Ионлашган метеор изларидан аксланиш ҳисобига тўлқин тарқалиши

Ионлашган метеор изларидан аксланган сигналларни қабул қилиш ҳисобига ишловчи алоқа тизимини метеор радиолиниялари дейилади. Радиолинияларни ишлаши учун сутка ичида метеорлар сони таҳминан 10¹¹ ни ташкил қилганда ва метеорлар массаси м ≥ 10^{-8 g бўлиши керак.}Метеорларни минимал сони маҳаллий вақтни 18.00 да максимали эса – 6.00 да кузатилади. Метеор алоқа линияларида ахборот фақат ионосферадаги кучсиз ножинсликларида сочилган кучсиз флуктуацияланаётган сигнал фонида пайдо бўлувчи «чақнашлар» («вспышка») даврида узатилади. Электрон зичлиги юқори ионлашган метеор изларидан сигналларни аксланиши натижасида «чақнашлар» пайдо бўлади. Берилган қабул қилиш пунктида «чақнашлар» пайдо бўлиши учун иккита шарт бажарилиши керак: узатиш ва қабул қилиш антенналарининг йўналтириш диаграммаларини кесишиш соҳасида метеор изи ҳосил бўлиши керак; жадал «чақнашлар» фақат тушаётган ва аксланаётган тўлқинлар учун кўзгули аксланиш, яъни φ_туш = φ_акс шарти бажариладиган изни йўналиш ҳолатида пайдо бўлади. Метеор изи пайдо бўлгандан кейин ўзини хусусиятларини тез ўзгартиради. Диффузия сабабли унинг электрон зичлиги кичиклашади, шамол таъсирида шакли ўзгаради, силжиши натижасида фазодаги йўналиш ҳолати ўзгаради. Натижада бундай издан аксланган сигнал амплитудаси вақт бўйича мураккаб тасодифий қонуният бўйича ўзгаради. Изни деформациясини ҳисобга олмаган ҳолда унинг электрон зичлигига амплитуда ўзгаришини боғлиқлик қонунлари икки хили фарқланади. Биринчи қонун изни бошланғич чизиқли электрон зичлиги N_е< 10¹⁴ 1/м³ бўладиган ҳолдир ва «тўла зичлаштирилмаган» из дейилади. Бундай из орқали метеор линияларда қўлланиладиган метрли диапазон тўлқинлари кўзгули йўналиш бўйича максимум билан изни бутун қалинилиги чегарасида сочилиб ўтади. Секунд улушлари мобайнида ҳаракатдаги из аксланган тўлқиннинг биринчи Френел зонасига мос тушувчи соҳани эгаллайди. Бу пайитда сигнал амплитудаси ошади. Максимумга етгандан сўнг, изни оптимал зонадан силжиши ва диффузия натижаси унинг электрон зичлиги кичиклашиши сабабли амплитуда экспоненциал қонун бўйича тез кичиклашишни бошлайди. Иккинчи қонун N_е> 10¹⁴ 1/м³ «қайта зичлаштирилган» издан кўзгули аксланишга тўғри келади ва из мутрли тўлқинлар учун ичига тўлқин ўтмайдиган цилиндр шаклли акслагичдан иборат бўлади. Бу ҳолда аксланиш шароитлари бўйича изни электрон зичлиги критик қийматидан катта бўлиб тургинча, аксланган сигнал амплитудаси баланд сатҳда қолади. Метеор линияларидан ахборот фақат «чақнашлар» ҳисобига қабул қилгич киришида сигнал-шовқин нисбати бўсағавий сатҳдан катта бўлгандаги вақт оралиғларида узилишлар билан узатилади. Бундай линияларни ишлаш шароитини баҳолаш учун берилган бўсағавий сатҳдан катта бўладишан «чақнашлар» давомийлиги ва сони тўғрисида маълумотларга эга бўлиш зарур.Тарқалиш шароитлари нуқтаи назаридан «чақнашлар» иккала параметрлари ишчи частота ва узатиш ва қабул қилишдаги антенналар йўналтириш диаграммалари йўналганликларининг функциялари ҳисобланади.

Ҳисоблашлар ва ўлчашлар ишчи частотани пасайтириш билан «чақнашлар» сони ва давомийлиги ошади, чунки жадал сочил ва аксланиш учун керакли электрон зичлик сатҳи пасаяди, яъни лниия ишида кўп сонли излар иштирок этади. Метеор изларини ионлашиш даражасига мос равишда метеор линиясининг ишчи диапазонини юқори частотаси таҳминан
60...50 МГц (λ = 5...6 м) частоталар, пастки частотаси – 30 МГц (λ = 10 м) частоталари билан чегараланади. Кичикроқ частоталарда узатилаётган ахборотларда йўл қўйиб бўлмайдиган катта бузулишларга олиб келувчи флуктуациялар жуда катталашади ва бошқа тарқалиш механизмдаги сигналлар пайдо бўлади.

Метеорлар ерни апексига (апекс - Қуёш атрофида айланганда Ерни осмон сфера нуқтаси йўналиши бўйича ҳарактланадиган нуқтасидир) мос келувчи йўналишдан кўпроқ учиб келади. шарқдан ғарбга йўналтирилган трассаларда шимолий ярим шарида энг жадал вақт 24.00 дан 12.00 гача, жанубий ярим шарда – 12.00 дан 24.00 гача, шимолда жанубга йўналтирилган трассаларда трассани ғарбида бўлган қисмда 18.00 дан 6.00 гача, шарқда бўлган қисмда – 6.00 дан 18.00 гача бўлади.

Тўлдириш коэффициенти. Ахборотни узатиш узулишлар билан олиб бориладиган метеор линияларини ўтказиш қобилиятини баҳолаш учун системани бўсағавий сатҳидан қабул қилинаётган сигнал амплитудаси катта бўлган вақтлар йиғиндисини умумий иш вақтига бўлган нисбати сифатида баҳолайдиган тўлдириш (қўллаш, ишлатиш) k_мл коэффициенти қўлланилади. Ахборотни вақт интервали мобайнида «чақнашлар» ҳисобига сигнал-шовқин нисбати керакли қийматга етганда узатиш амалга ошириладиганметеор линия ишлаш принципи топиш бўсағаси U_бўс тушунчаси билан боғлиқ. уда ҳам кичик бўсағада деярли ҳамма кузатилаётган сигналлар «тўла зичлаштирилмаган» излар билан, юқори бўсағада эса – «қайта зичлаштирилган» излар билан шаклланган бўлади.

Берилган частотада қабул қилгич киришидаги максимал кучланиш U_бўс изни чизиқли электрон зичлигига пропорционал, у ўз навбатида метеор массасига пропорционал. «Чақнашлар» яшаш вақти 0,2...0,4 s ни ташкил қилади ва сутка мобайнида ўзгаради, метеорларни яшаш вақти тунда кундузгидан кам бўлади. Метеор линиялар қўлланилиш коэффициенти одатда 10% дан ошмайди. Метеор линияларининг тарқалиш тракти табиати бўйича узулувчан, чунки фойдали метеорларнинг излари
10 s дан кўп вақт интервалларида узулишлар билан пайдо бўлади. Бу бундай линияларни ишлаш режимини қурилишини бир қатор хусусиятларига боғлиқ бўлади.

Биринчи хусусиятга фойдали метеор излари пайдо бўлиш ва йўқолишларини ҳисобга олган ҳолда узатилаётган ахборотни узилишли улаш ва ўчириш зарурлигини киритиш керак. Энг содда амалга ошириш варианти қуйидагича бўлади. Линияни иккала учида ҳам магнит лента каби узатилаётган ва қабул қилинаётган ахборотни тўплагичлар, ҳамда бу тўплагичларни улаш ва ўчириш учун автоматик қурилмалар бўлади. линиянинг иккала учидаги узатгичлар таҳминан 1 кГц дан фарқли частоталардаги ташувчиларни узлуксиз нурлайдилар. Фойдали метеор изи пайдо бўлганда линиянинг иккала учидаги қабул қилгичлар киришидаги ташувчилар сатҳи бўсағавий сатҳга етади, автоматик қурилмалар узатиш занжирини очади ва ахборот тўплагичлардан модуляторга келади, катта тезлик билан ахборот узатиш бошланади. Қабул қилиш жойида демодуляциядан сўнг сигнал тўплагичга келади, у ердан кичик тезликда охиридаги қабул қилиш аппаратурасига берилади. Метеор линияларини ишлаш режимининг иккинчи хусусиятга, линиянинг қониқарли ўтказиш қобилиятини таъминлаш учун катта оний узатиш тезликларда ишлашини келтириш мумкин. Ўтказиш қобилиятини ахборотни узатишни ўртача тезлиги билан баҳоланади, у оний тезликни ишлатиш коэффициентига бўлган кўпайтмасига тенг. k_мл ≈ 2...10% бўлганда, метеор линияларга мойил бўлган 40 bit/s тезлик 2000...400 bit/s оний тезлик билан таминланиши мумкин.

Метеор линияларида 0,5...5 кВт қувватли узатгичлар қўлланилади. Антенна қурилмаларини бажарилиш икки хил вариантлари бор. Энг осони, лекин энг самарали бўлмаган вариант – метеор изларини фаол соҳасини асосий қисмини қопловчи кенг йўналтириш диаграммали (50...60˚) антенналарини қўллаш. Энг самарали вариант – актив аксланиш соҳасини сутка мобайнида кўчишини кузата оладиган тор йўналиш диаграммали (8...10˚) антенналрни қўллаш. Қабул қилинаётган майдонни кўп нурли тузилиши бузилишсиз узатиш полосасини 15...20 кГц гача камайтиради. Кўп нурли тарқалишни бир вақтни ўзида аксланишни фаол соҳаси чегарасидаги бир неча изларни мавжудлиги, изни қисмларга узилиши ва бошқаларга боғлиқ. Метеор линияларини максимал узунлиги ионлашган излар ҳосил бўлиш баландлиги (90...100 км) билан чегараланади ва 2000...2200 км ни ташкил қилади.

Худди шу масофани ташкил этувчи трассаларда радиотўлқинларни қисқа тўлқин диапазонида ионосферадан аксланиш ёки ультра қисқа тўлқин диапазонида ионосферадаги сочилиш механизми хиссобига хам узатиш мумкин. Кўпгина холларда метеорларнинг ионлашган изларидан аксланиш хисобига алоқа ўрнатиш катта ахамият касб этади. Сабаби, бу холатда линияни нисбатан оддий антенна қурилмалари ва кичик қувватли узатгичлар ёрдамида ташкил қилиш мумкин.

6. ҚИСҚА ТЎЛҚИНЛАРНИ ТАРҚАЛИШ ҲУСУСИЯТЛАРИ

Қисқа тўлқинларни тарқалишининг асосий механизми. Қисқа тўлқинлар диапазонига (декаметрли тўлқинлар) тўлқин узунлиги 10 м дан 100 м гача бўлган радио тўлқинлар киради. Ер тўлқини сифатида тарқаладиган қисқароқ бўлган тўлқинлардан фарқли равишда, декаметрли тўлқинлар асосан ионосферадан аксланиш йўли билан тарқалади. Қисқа тўлқинлар диапазонида ер тўлқинининг таъсир қилиш радиуси солиштирилса унча катта бўлмайди ва одатдаги қувватли узатгичларда қўлланилганда тарқалиш радиуси бир неча ўн километрдан ошмайди. Бу Ерни ярим ўтказгичли сиртидаги йўқотишлар ва Ер бўйлаб дифракция жараёнидаги катта йўқотишлар билан боғлиқ.

6.1-расм. Қисқа тўлқинлар диапазонининг радио тўлқинларини узоққа тарқалиш асосий механизми

Лекин қисқа тўлқинлар ионосфера ва Ердан кўп маротаба кетма-кет аксланиш йўли билан бир неча минг километрларга тарқалиши мумкин ва бунинг учун катта қувватли узатгичлар талаб қилинмайди. Қисқа тўлқинлар диапазонини бу ажойиб хусусиятини узоқ алоқа тизимларини қуриш учун қўлланилади. Декаметрли тўлқин радио алоқасидан ташқари радио эшиттириш, узоқ (горизонтдан ҳам узоқдаги) радиолокация, ионосферани текшириш ва бошқалар учун кенг қўлланилади. Лекин тарқалишнинг бир қатор нохуш хусусиятлари, бу диапазонни қўлланилиш самаралигини пасайтиради. Бундай хусусиятларга қуйидагиларни келтириш мумкин:

- чуқур флуктуациялар билан кузатиладиган кўп нурлилик;

- бузилмаган узатиш полосасини ва телеграфлаш тезлигини чегараланганлиги;

- ионосферанинг ғалаёнланиш таъсирига берилиши ва бошқалар.

Ишчи частоталар. Қисқа тўлқинлар радио линиясининг асосий хусусиятларидан бири, бу ишчи частотасини юқори частота томонидан ҳам, паст частота томонидан ҳам чегараланган, чунки икки чегарадаги тўлқинлар тарқалиши ионосферани ўзгарувчан тузилишига боғлиқ. Натижада қисқа тўлқин линияларида, бошқа диапазонлардан фарқли, ионосферани ҳолатини ўзгаришига мос равишда ишчи частоталарни даврий равишда алмаштириш зарурияти пайдо бўлади. Ишчи частоталарни юқори чегарасини қуйидагилар билан аниқланади: декаметрли тўлқинлар, айниқса бу диапазоннинг қисқа тўлқин қисми (λ ≤ 30 м), ионосферадан аксланиш шартлари бўйича ўта критикдир. Берилган қабул қилиш пунктида қабул қилиш мумкин бўлган ионосферадан аксланган максимал частотадаги тўлқинни, қўлланилиши мумкин бўлган максимал частота (ҚМЧ (Максимально применимая частота – МПЧ )) дейилади. ҚМЧ критик частотани f_кр ионосфера қатламига тўлқинни тушиш бурчагини секансига secφ₀ максимал кўпайтмасига тенг.

ҚМЧ = (f_кр∙ secφ₀)_max.

Умумий ҳолда ҚМЧ трасса узунлиги, аксланиш баландлиги, баландлик бўйича электрон концентрациясини тақсимланиш қонуни ва қатлмни критик частотасига боғлиқ бўлади. Ионосферадан аксланиш шарти бўйича қисқа тўлқинли радио линиялардаги ишчи частота f_и ҚМЧ дан катта бўлмаслиги керак, яъни f_и ≤ ҚМЧ. Ишчи частоталар пастги чегараси қуйидагича аниқланади: частота камайиши билан ионосферада ютилишлар кўпаяди (суткани ёруғ вақтларида) ва бунинг натижасида майдон кучланганлиги кичиклашади. Бундан ташқари қабул қилиш пунктига келаётган нурлар сони кўпаяди. Булар ҳаммаси линия ишлаш барқарорлигини камайтиради. Энг кичик чатсотада ишлаш барқарорлиги минимал рухсат этилган даражагача пасайса, бундай частотани қўлланиши мумкин бўлган энг кичик частота дейилади (ҚЭПЧ). ҚЭПЧ ни қиймати ютилиш, ҳалақитлар сатҳи, нурланиш қуввати, талаб қилинган ишлаш барқарорлиги ва шу кабиларга боғлиқ. ҚЭПЧ ни ҳисоблаш қабул қилиб узатувчи аппаратурани берилаган параметрларида, ишлаш барқарорлиги минимал руҳсат этилган даражагача пасаядиган частотагача кетма-кет яқинлашиш усул билан аниқланади. Ишчи частота f_и, қелтирилган шарт ҚЭПЧ ≤ f_и ≤ ҚМЧ бажарилиши шарт. Ионосфера ҳолати ўзгариши билан ҚЭПЧ ва ҚМЧ қийматлари ўзгаради. Қисқа тўлқин радиолиниясини узлуксиз ишлашини таъминлаш учун ишчи частоталарини даврий равишда ўзгартириш зарур бўлади. Ишчи частота қабул қилиш нуқтасидаги майдон тузилишини аниқлашда муҳим ўрин тутади. Кундузги ишчи тўлқинлар бўлиб 10...25 м, тунги – 50...100 м ва оралиқ – 25...50 м узунликдаги бўлган тўлқинлар ҳисобланади. Кўпинча, ишчи частотани ҚМЧ га яқин бўлган даражасига қараб кўзгули аксланган тўлқин билан ионосферани ножинсликларидан сочилган тўлқин орасидаги муносабатга боғлиқ. f_и < (0,8...0,9)∙ҚМЧ частоталарда майдон тузилишида кўзгули ташкил этувчи каттадир, ишчи частотани ҚМЧ га яқинлашган сари эса сочилган ташкил этувчининг ўрни ошади.

Тарқалиш моделлари. Қисқа тўлқин диапазони радиолиниялари кўп турли хил тарқалиш шартлари, ҳамда жуда мураккаб ва ўзгарувчан майдон тузилиши билан характерланади. Буни эса, ионосфера ҳолатини узлуксиз равишда ўзгаришида, ишчи частота маълум вақт ўзгармай туриши билан тушунтириш мумкин. f_и ва ҚМЧ орасидаги муносабатлар натижасида аниқланадиган тарқалиш шарти узлуксиз равишда ўзгаради. Қисқа тўлқинлар қабул қилиш нуқтасига ионосферанинг у ёки бу қатламидан ҳар хил сонли аксланишлар билан, турли траекториялар бўйича келиши мумкин. Турли хил траекториялар учун шартли белгиланишлар киритилади: 1Е, 2Е, 1F, 2F ва ҳоказо, буларда қтламлар номлари олдидаги рақамлар, бу қатламдан аксланишлар сонини кўрсатади. Масалан, 3000 км узунликка яқин трассалар учун ҳолат 6.2-расмда кўрсатилган, бунда қабул қилиш нуқтасида учта траектория кузатилади: 2Е, 1F, 2F. Ҳар бир траекторияга қиялик бурчаги ва ионосфера қатламларини критик частоталарига боғлиқ равишда қўлланилиши мумкин бўлган максимал частотани маълум қийматлари мос келади: ҚМЧ_2Е, ҚМЧ₁_F, ҚМЧ₂_F. Бутун трасса учун энг катта қийматни ҚМЧ аниқлаб беради. У ёки бошқа траекториянинг қабул қилиш нуқтасида кузатилиши мумкин, агар унинг учун аксланиш шарталри бажарилса, бу эса ишчи частота бу траеторияга мос келувчи ҚМЧ катта бўлмаган ҳолда амалга ошиши мумкин. Частота катталашиши ва уни трасса ҚМЧ сига яқинлашиши биланаксланиш шартлари критиклашиб боради, кузатилаётган траекториялар (нурлар) сони камаяди ва f_и ≈ ҚМЧ бўлганда бир нурли қабул бўлади. Шуни ҳам ҳисобга олиш зарурки f_и ҚМЧ га яқинлашагн сари майдон сочилиш ташкил этувчисини ўрни ортади. Турли хил қисқа тўлқинларни мумкин бўлган тарқалиш шартларидан, тарқалиш моделлари деб аталувчи маълум турдаги шартлани ажратиш мумкин. Ҳар бир моделга қабул қилиш нуқтасидаги тур ва траектория сони, турли траекториялар бўйича қабул қилиш нуқтасига келадиган сигналларни амплитудаларини нисбатлари, кўзгули ва сочилган майдон ташкил этувчиларини сатҳлари орасидаги нисбатлар билан характерланадиган майдоннинг маълум тузилиши мос келади. Муҳим ўринни кўп нурлиликка берилади, чунки қисқа тўлқин линиялари хусусиятларидан бири бўлгани учун катта вақт кечикиши сезиларли даражада иш кўрсатгичини пасайтиради.

6.2-расм. 2000...3000 км узунликка эга бўлган трассадаги

тарқалиш модели

Мисол сифатида 2000...3000 км узунликдаги ўрта кенгли трассадаги тарқалиш моделини кўриб чиқамиз (6.2-расм).

1- ва 2-моделлар кечикадиган сигналарга эга эмас, лекин 1-моделда 2 - f_и / ҚМЧ < 0,9 бўлганда 1F кўзгули ташкил этувчи каттадир, 2-моделда эса f_и / ҚМЧ > 0,9 бўлганда ҳудди ўша траектория 1F нинг сочилган ташкил этувчи каттадир. 3-моделда анча кичик частотада
(f_и / ҚМЧ_2F ≤ 1) ишлаганда қабул қилиш нуқтасида иккита нур кузатилади: 1F ва 2F, лекин амплитудалари катта фарқ бор (U_2F ≥ 3U_1F), шунинг учун кечикаётган сигналлар деярли йўқ. 3-модел 1-моделдан фарқи шуки, 2-нур майдони катта ҳисобланади. 4- ва 5-моделларда трасса ҚМЧ дан ишчи частотаси f_и узоқдалигида амплитудалари бир-бирига яқин кечиккан сигналлар мавжудлиги билан кузатилади. 4-модел учун бир вақтни ўзида 1F ва 2F траекторияларнинг мавжудлиги, 5-моделда эса – 2Е ва 2F траекториялар мавжудлиги билан фарқ қилади. 6-моделда кечиккан сигналлар мавжуд эмас, чунки кузатилаётган 2Е ва 2F траекториялардаги нурлар амплитудалари катта фарққа (U_2Е ≥ 3U_2F) эгадир. Қабул қилиш нуқтасида ионосферани Е қатламидан аксланган тўлқин каттадир. Трасса узунлигига боғлиқ равишда, фақат у ёки бошқа моделни шакллайдиган траектория тури ўзгаради. Алоқа барқарорлиги нуқтаи назаридан энг ноқулай бўлиб, кечиккан сигналлари мавжуд бўлган 4- ва 5-моделлар ҳисобланади. У ёки бошқа моделни мавжудлиги ишчи частота f_и ва берилган трассадаги ионосфера ҳолатига боғлиқлигини тушунса бўлади. Ишчи частота f_и ва ионосфера қатламларини параметрлари ўзгариши билан тарқалиш моделлари алмашиши рўй беради. Ионосферани одатий ўзгаришлардан ташқари тасодифий ўзгаришлар ҳам мавжуд, ҳар бир моделни мавжудлик эҳтимолини, фақат статистик аниқлаш мумкин.

Флуктуация (замирание) ва силжитиб қабул қилиш. Қисқа тўлқин диапазонида, бошқа диапазонлар каби, қабул доим вақт бўйича сигнал сатҳини узлуксиз ўзгариши, яъни флуктуациялар билан кузатилади. Қисқа тўлқинлар линияларидаги флуктуациялар интерференцион ва қутбланиш келиб чиқишига эга, ҳамда ионосферадаги ютилишлар ўзгаришларига ва ионосферанинг ножинсликларидаги тўлқинларни фокусланиш ва дефокусланиши боғлиқ. Интерференцион флуктуацияларнинг асосий сабаблари қуйидагилардир: ионосферадан кўп маротаба аксланган бир неча тўлқинларнинг интерференцияси (6.3,а-расм); тўлқинни сочилган ташкил этувчиларининг интерференцияси (6.3,б-расм); оддий («о») ва ғайри оддий («ғ») тўлқин ташкил этувчиларини интерференцияси
(6.3,в-расм).

6.3-расм. ҚТ диапазонида сигнал сатхининг ўзгаришига сабаб бўладиган омиллар

Қутбланишли флуктуациялар битта нурли бўлганда ҳам, кўп нурли майдон тузилишида ҳам қабул қилинганда кузатилади. Қисқа тўлқин диапазонидаги интерференцион ва қутбланишли флуктуациялар одатда тез флуктуациялар каби ўтади, охиста флуктуациялар ютилишни секин ўзгариш жараёнларига ёзилади; нурларни фокуслаш шартлари ўзгариши ҳисобидаги флуктуациялар доимий ўртача даврга эга бўлмайдилар. Қисқа тўлқинлар линияларидаги тез флуктуациялар асосий характеристикалари (частота ва флуктуация чуқрлиги, фазо ва частота корреляция миқёси ва бошқалар) нисбатан қисқа вақт оралиқларида ҳам сезиларли ўзгаради, яъни сигнални тез флуктуациялари ностационар жараён сифатида бўлади. Бу қабул қилинаётган сигнални статистик характеристикаларига боғлиқ бўлган тарқалиш моделларини алмашиниши билан боғланган. 4- ва 5-моделларда амплитуда бўйича яқин бўлган сигналлар интерференцияси юз беради. Бир нурли 1-моделдаги флуктуацияларни магнитоион ташкил этувчилар интерференцияси келтириб чиқаради, улардан бири («ғ») одатда жуда кучсизланган бўлади. Сочилган майдонни қабул қиладиган 2-модел мавжудлиги вақтида, флуктуацияларни фазаси тасодифий тақсимланган кўп сонли элементар сочилган тўлқинлар интерференцияси келтирб чиқаради. Турли узунликдаги трассаларда ҳар хил турдаги моделлар мавжуд бўлади, бунга мос равишда флуктуацияни статистик характеристикалари ҳам ўзгаради. Сигнал сатҳининг оний қийматларини турли хил статистик тақсимланиши радиолинияни ишлашининг сезиларли турли сифатига боғлиқ.

Силжитиб қабул қилиш. Флуктуациялар мавжудлигида қисқа тўлқин алоқа линияларини ишлаш барқарорлигини ошириш учун одатда силжитилган антенналарга ўтказилган қабул қилишни ва баъзи ҳолларда қутбланиш бўйича силжитиш ҳам қўлланилади. Декаметрли тўлқинлар диапазонда трассага перпендикуляр йўналишда, флуктуацияни фазовий корреляцион миқёси (10...25)λ ни ташкил қилади. Антенна майдонларини чегараланганлиги сабабли иккита қабул қилиш антенналари орасидаги масофа одатда 10λ атрофида танланади. Силжитишли қабул қилишни қўлланилиши ҳисобига олинаётган барқарор ишлашдаги ютуқ, майдон статистик тузилишига боғлиқ. Мисол учун 6.4-расмда руҳсат этилган ҳатолар эҳтимоллиги р ни иккита тарқлиш модели учун дискрет ахборотни узатишдаги силжитишли қабул қилиш самарадорлиги Q кўрсатилган. Q нинг қиймати силжитишли қабул қилишдаги ишлаш сифати р ни олиш учун битта антенна ёрдамида қабул қилишда узатгич қувватини неча мартага (неча дБ га) кераклигини кўрсатади. 6.4-расмда кўриниб турибдики, интерференцион тузилишдаги майдонда (кечиккан сигналлари мавжуд 4- ва 5-моделлар) силжитишли қабул қилиш самарадорлиги сочилганга нисбатан анча кўп ва 36 дБ га етиши мумкин. Бу ҳолда силжитишли қабул қилишни қўлланилиши узатгич қувватини 4000 марта кўтаришга эквивалент бўлади.

6.4-расм. Силжитиб қабул қилишнинг самарадорлиги

Фазода ёки қутбланиш бўйича силжитишли қабул қилиш охиста флуктуацияларга кураш учун қўлланилиши мумкин бўлмайди, чунки бу флуктуацияларга фазо ва қутбланиш бўйича танловчанлик хусусиятига эга эмаслар. Қисқа тўлқинли линияларни ҳисоблашда охиста флуктуацияларни қабул қилиш тизимига боғлиқ бўлмаган ҳолда ҳисобга олиш лозим.Майдон амплитудаларини тасодифий ўзгаришларидан ташқари қисқа тўлқин радиолинияларида ҳар дойим частота-селектив флуктуациялар мавжуд бўлади, уларда сигнал спектрини алоҳида ташкил этувчиларини амплитудаларининг флуктуациялари орасидаги статистик боғланиш бузилади, яъни узатилаётган частота полосасида чегарасида амплитуда-частота характеристикасини (АЧХ) бузилиши пайдо бўлади. Қабул қилиш нуқтасидаги (тарқалиш моделлари) майдон тузилишига боғлиқ равишда ва сигнални АЧХ сини бир текислик талаби, узатишни бузилмаган полосаси

100 Hz дан 2...3 кГц гача қийматлар билан характерланади. Ультра қисқа тўлқинлар (УҚТ) диапазони билан солиштирилганда қисқа тўлқинли тарқалиш тракти жуда ҳам тор полосалидир.

Кечикиш вақти. Магистрал алоқа линиялари декаметрли тўлқин диапазонида асосан дискрет шаклдаги ахборотларни (дискрет телефон, телеграф, фототелеграф, маълумотлар узатиш) узатиш учун қўлланилади, яъни аниқ давомийликка эга бўлган импульсларни жўнатиш билан иш олиб борилади. Тарқалиш трактини таъсири натижасида импульснинг давомийлиги қабул қилиш нуқтасида дастлабкисидан фарқ қилади, яъни вақт бузилишлари мавжуддир. Импульсли жўнатмаларни қабул қилиш нуқтасига амплитудалари бир-бирига яқин бўлган ва анчагина вақт кечикиши билан (тарқалишнинг 4- ва 5-моделлри) бир неча тўлқинлар келганда вақт бузилишлари катта бўлади. Кечикиш вақти Δt_max бу моделлар учун трасса узунлиги, ишчи частота ва ҚМЧ орасидаги муносабатлар, сутка вақти, йил фасли, қуёш жадаллиги сатҳига боғлиқ равишда кенг чегараларда ўзгаради. Ҳисоблашлар Δt_max ни максимал қийматини 1500, 3000 ва 4000 км узунликдаги трассаларда мос равишда 2,8; 1,5 ва 2 мs га етишини кўрсатади. Агар аппаратурани тўғирлаш қобилияти 40% га тенг деб олинса, унда минимал руҳсат этилган импульслар давомийлиги кўрсатилгандан Δt_max қийматларидан 2,5 марта катта бўлиши, яъни 7; 3,75 ва 5 мs ни ташкил қилиши керак. Демак, 1500, 3000 ва 4000 км узунликдаги қисқа тўлқинлар алоқа линияларида дискрет ахборот узатиш тезлиги мос равишда 143, 267 ва 200 bit/s қийматлар билан чегараланади. Айтиб ўтиш жойизки, бундай чегараланишлар максимал мумкин бўлган вақт кечикиш Δt_max да ҳосил бўлади. Бунда таҳминан 3000 км узунликдаги трассалар учун умумий ишлаш тезлиги 1200 bit/s га етади, ҳамда 1000...2000 км ва 3000...5000 км узунликдаги трассаларда тезлик 600 bit/s бўлади.

Ионосфера ғалаёнланишини таъсири. Қисқа тўлқин радиолиниялар ишлашига анча сезиларли таъсирни ионосфера ғалаёнланиши кўрстади. Ўрта кенгликларда F2 қатламни критик частотаси 20% дан кўпга камайса, манфий ғалаёнланишлар энг ҳафли ҳисобланади. f ни бу камайиши ишчи частота полосасини торайтиради, чунки ҚМЧ қиймати ҚЭПЧ қийматига яқинлаши қолади. Бундан ташқари F2 қатламини дифузлиги чуқурлик ва сигнални флуктуация тезлигини сочилишни кўпайиши ҳисобига ошади. Ўрта кенглик радиолинияларида ионосфера ғалаёнларида тўлқинларни ўтмаслиги одатда ғалаёнларида йўқлигида ҳам алоқа учун энг ноқулай ҳисобланадиган булар: тунги вақтлар, кечки ва айниқса тонги ярим соя соатлари, шарқ ёки ғарб узоқлиги бўйича жойлашган трасса ва бошқалар.

Ўрта кенгликлардаги радиолинияларни ишлашини яхшилаш бўйича асосий йўллари бу ионосферанинг ғалаёнлари даврида ишчи частотани тезкор алмаштириш ҳисобланади; техник воситалар самарадорлигини ошириш, ғалаёнлар йўқлигида ишлаш учун зарур бўлган узатгич қувватини бир неча ваттдан бир неча ўн киловаттгача кўтариш керак; катта узунликдаги радиолинияларда қоидага биноан критик частоталари кичик манфий ғалаёнларга эга ва ғалаёнланиш даври ҳам кичик бўлган жанубийроқ кенгликларида жойлашган пунктлар орқали ретронсляцияни қўллаш. Юқорида санаб ўтилган йўллар «портлаш» ютилишлари билан курашиш учун тўғри келмайди, чунки улар ютилишларни тез катталашиши билан кузатилади, бу ҳолда қисқа тўлқин радиолинияси умуман йўқ бўлади. Юқори кенгликларда ўтувчи радиолинияларда кучли ютилиш даврларида (ҳудудий ютилишлар ва қутб шапкасидаги ютилишлар) декаметрли тўлқинлар диапазонида юқори самарадорликка эга бўлган техник воситалар қўлланганда ҳам, тўғридан-тўғри алоқа таъминлаб бўлмайди. Бундай ҳолларда алоқани ушлаб туриш учун ўрта ва жанубий кенгликлардажойлашган пунктлар орқали ретронсляция қўллаш тавсия қилинади, ҳамда ионосфера ғалаёнларига таъсир этмаган тарқалиш механизмлари ёрдамида заҳиралаш: тропосфера ёки ионосфера сочилиши.

Қисқа тўлқин радиотрассасини ҳисоблаш. Траектория қиялигини бурчаги Δ ва ионосферани сфериклигини ва Ер магнит майдонини таъсирини ҳисобга олмаган ҳолда, секанс қонунини қуллаш билан қисқа тўлқин радиолиниясидаги максимал қўлланиладиган частоталарни ҳисоблаш мумкин. Ўрта кенгликдаги радиолиниялардаги одатда қўлланиладиган частоталарда, F2 қатламни амал қилувчи аксланиш баландликлар учун қийматлар h_а қуйидагича қабул қлиниши мумкин: қиш, кундузи -250 км; қиш, тунда – 350 км; ёз, кундузи – 400 км; ёз, тунда – 250 км. Қўлланилиши мумкин бўлган максимал частоталарни ионосферани ҳар бир қатлами учун ҳисобланади ва улардан энг катта қиймат трассани ҚМЧ сини аниқлайди. Узун радиолинияларда ионосферадан бир неча марта аксланиш ҳисобига қабул қилиш нуқтасига тўлқин келса, ҚМЧ ни ҳамма аксланиш соҳаси учун аниқланади ва бу частоталарнинг энг кичиги бутун трассанинг ҚМЧ си ҳисобланади.

Радиоэшиттиришнинг иш фаолиятига тарқалиш шартларини таъсири. Декаметрли тўлқинлар диапазонининг юқори сатҳдаги ҳалақитлар билан жуду ҳам юкланганлиги ва қабул қилиш сифати нисбатан паст бўлганлиги сабабли радиоэшиттириш учунқулланилиши чегараланган. Қисқароқ ёки узунроқ бўлган тўлқинларда ишлайдиган тизимларни чегараланган тарқалиш радиуси сабабли қўллаб бўлмайдиган ҳолда, қисқа тўлқин диаоазони одатда бориш қийин бўлган узоқ жойлашган ҳудудларга радио узатиш учун қўлланилади. Декаметрли тўлқинлардаги узатишлар ионосфера тўлқинлари ёрдамида берилган ҳудудга хизмат кўрсатишини назарда тутади. Узатиш учун тўлқинлар жадвали бутун йил фаслларини ҳисобга олган ҳолда тузилади. Натижада кўп ҳолларда оптимал ишчи частотадан (ОИЧ) узоқдаги частоталарда иш олиб борилади, бу эса сигнал сатҳини ва қабул қилиш сифатини пасайишига олиб келади. Фақат табиий келиб чиқишли ҳалақитларни ҳисобга олгандаги майдоннинг миниамл руҳсат этилган кучланганлиги Е_min = 50 дБ билан аниқланадиган радиоэшиттириш узатгичининг хизмат кўрсатиш зонасини чегараси мавжуд.

Қисқа тўлқинлар диапазони учун ионосфера тўлқини билан Ерни қоплайдиган энг кичик масофадан ҳам одатжа кичик бўладиган ер тўлқинини таъсир қилиш радиусида доимий қабул қилиш имкони бўлмайдиган ўлик зоналари мавжуд. Бу зонани ички радиуси ер тўлқинининг майдон кучланганлигини ҳисоблаш йўли билан аниқланади. Узатиш антеннасидан турли масофалардаги майдон кучланганлигини ҳисоблаш билан майдон сатҳи руҳсат этилган минимал қиймати тенг бўлган масофа аниқланади. Ташқи радиус ионосферага тўлқинни критик тушиш бурчаги бўйича аниқланади. Агар биринчи яқинлашишда ионасферани аксланиш қатламини етарлича юпқа деб ҳисобланса, унда «ўлик зонани» ташқи радиусини яқинлаштирилган формула бўйича баҳолаш мумкин:

.^1/2

Формуладан f_и = f_кр частотада ўлик зона ташқи радиуси нолга тенг бўлиши кўриниб турибди. Частота ошиши билан ўлик зонанинг радиуси катталашади, f_и = ҚМЧ бўлганда радиус максимал қийматга етади.

Тўлқин жадвали. Ишчи диапазонни чегара частоталари (ҚМЧ ва ҚЭПЧ) сонли баҳоланиши одатда лойҳа материалларига асосан амалга оширилади. Ишчи диапазонни юқори чегараси ҚМЧ ни соат ўрта қийматлари ёрдамиад аниқланади. Лекин, берилган сутка соатининг ойлик мадиана ҚМЧ да ишлаганда, критик частоталар флуктуацияси сабабли бу соатда тўлқинни ионосферадан аксланишини берилган ойни таҳинан 50% кунида олиш мумкин. Бир ойни 90% вақт мобайнида аксланиш шарти бўйича алоқани таъминлайдиган частотани оптимал ишчи частота (ОИЧ) дейилади ва тўлқин жадвали тузилаётганда ишчи частота диапазонини юқори чегараси ҳисобланади. Кузатишни статистик қайта ишлашлари ионосфера тинч ҳолатида ОИЧ F2 қатламни ойлик ўрта ҚМЧ сидан 10...20% га паст бўлишини кўрсатди. Лекин F2 қатламни флуктуациялари ҳар доим бир хил бўлмайди: улар кундан тунга ўтишида ўзгаради ва кузатиш нуқтасини географик жойлашувига боғлиқ. Шу сабабли ОИЧ ни аниқ ҳисоби ҚМЧ ни флуктуация ҳақидаги маълумотлар ва радио тўлқинларни тарқалишини ойлик башоратида келтириладиган махсус номограммалар бўйича олиб борадилар. Бундай аниқликлар флуктуациялар жуда катта ва ОИЧ ҚМЧ дан 40% га кичик бўлиши мумкин бўлган қутб жойларидан ўтувчи радиолиниялар учун жуда муҳим.

Ҳар бир радиолиния учун халқаро қоидага биноан бир қатор ўзгармас частоталар ажратилади. Узун магистрал линиялар учун бундай частоталар сони тўрта ёки бешта, маъсулияти камроқ бўлган линияларда – иккита ёки учтадан бўлади.

Ҳар бир ой учун тўлқин жадвали тузилади, унда суткани турли соатларида ажратилган частоталардан қайси бирида ишлашни кўрсатади. Бунинг учун башорат маълумотлари бўйича сутканинг вақтига ОИЧ ва ҚЭПЧ ларни боғлиқлиги ҳисобланади ва графиги қурилади (6.5-расм). Ҳар бир берилган вақти давомида иш ОИЧ дан кичик ва ҚЭПЧ дан катта бўлган ихтиёрий частоталарда олиб борилиши мумкин. Бириктирилган частоталар тўпламидан суткани турли даврларига ОИЧ га яқин бўлган частоталар танланади, чунки ишни барқарорлиги юқори бўлади. Трассани ғарбий ва шарқий қисмларида ионосферани ҳолати турлича бўладиган трасса қисман ёритилган соатларида таҳминан параллеллар бўйлаб йўналтирилган узун линиялар учун тўлқин жадвалини тузиш қийинроқ. Ёритлмаган ҳудудда F₂қатламни электрон концентрациясини сахардаги минимуми бутн линия учун ОИЧ ни қиймати кичик бўлишига олиб келади. Шу вақти ўзида ёритилган қисмида катта ютилишлар бўлади, шунинг учун ҚЭПЧ лар катта бўлиб қолади. Жуда ҳам қийин линияларда ҚЭПЧ ОИЧ дан катта ҳам бўлади. Бундай ҳолларда тўғри алоқа мумкин бўлмай қолади ва таҳминан трассани ўртасида жойлашган пункт орқали ретрансляцияни қўлланилади.

6.5-расм. Тўлқин жадвалини қуриш учун график

Баландлашиш бурчаклари ва антенналар йўналтириш диаграммаларига талаблар. Қисқа тўлқинлар диапазонида оптималга яқин частоталарда ишлаганда, қабул қилиш нуқтасида майдон одатда ионосферадан турлича мартааксланига учраган бир неча тўлқинлар билан шаклланади. Ҳар хил фасллар ва суткалар даврида алоҳида тўлқинларни майдон кучланганлиги сатҳлари орасидаги муносабат ўзгаради. Шу сабабли узатиш ва қабул қилишда антеннани барқарор ишлашини ушлаб туриш учун, тўлқиноарни энг катта амплитудаларига мос келувчи спектр бурчаги йўналишида жадал нурланиш ва қабул қилишни таминлаш керак. Вертикал текисликдаги антеннани йўналтириш диаграмма қиялиги ва кенглигини танлашда, траекторияни қиялик бурчагини ўртача қийматини ∆_ўрт ҳам, ∆_ўрт га нисбатан мумкин бўладиган флуктуацияларни ҳам ҳисобга олган ҳолда амалга ошириш тавсия этилади. ∆_ўрт ни ўртача қийматини амал қилувчи баландликларнинг доимий сутка ва фасл ўзгаришларини ҳисобга олган ҳолда ҳисобланади. ∆_ўрт бурчакларни юқори чегараси F₂ қатламни баландлиги максимал бўлган даврида берилган трассада бу қатламдан кузатилган мумкин бўлган аксланишлар максимал сони билан аниқланади. Бутун линия учун ∆_ўрт бурчакларни пастки чегараси одатда таҳминан 2...3˚ га тенг деб олинади. Жуда паст бурчакли траекториялар ионосферда кучли кучсизланишлар ва Ерни таъсири сабабли кам самаралидир. 2000...3000 км дан узун бўлган трассалар учун реал кузатиладиган траекторияларни ҳисобга олган ҳолда ∆_ўрт бурчакларнинг ҳисобланган пастки ва юқори чегаралари 6.1-жадвалда келтирилган.

Траектория қиялик бурчагининг флуктуацияси ўртача қийматларга нисбатан кўп ҳолларда жуда аҳамиятли бўлади. Улар турли сабабларга боғлиқ, уларда бири аксловчи қатламни жойлашиш баландлигини узлуксиз тасодифий ўзгариши, бошқаси эса горизонтал ўлчами бир неча юз километрга эга бўлган ионосферани аксловчи соҳаси кўпинча сферик-қатламли ҳисобланмайди. Шу сабабли қабул қилинаётган сигнални шаклланишида ўзгарувчан ёки бир вақтни ўзида ионосферани бир неча соҳаси иштирок этади. Тақсимланишни бундай табиати, битта нурни қабул қилишида ҳам бурчакларни кенг секторда тўлқинни энергиясини тақсимланишига, яъни траекторияларни қиялик бурчакларини флуктуациясига олиб келади.

6.1-жадвал

Баландлик бурчакларини пастки ва юқори чегаралари

Трасса узунлиги, км

∆_min⁰

∆_max⁰

Траектория турлари

2000...3000

2...3

1F, 2F

3000...4000

2...3

15...18

1F, 2F

5000...7000

2...3

10...12

2F, ЗF

7000...10000

2...3

10...12

ЗF, 4F, 5F

Қиялик бурчакларини флуктуациясини кўп нурли қабулида тўлқинни энергия тақсимланиши ҳар бир траекториялар ва бурчак секторларига тўғри келади, бир-бирини қисман ёки бутунлай ёпиб (бир-бирига ҳалақит бериб қўшилиши) ташлашлари мумкин. Қисқа тўлқинли алоқа линияларни ҳисоблаш ва лойиҳалашда, турли трассаларга учун турли вақт даврларига ∆ бурчак мумкин бўлган флуктуациялари тўғрисидаги сонли маълумотларга эга бўлиш зарур.

Горизонтал текисликда антеннанинг йўналтириш диаграммаси кенглигига нурлар девиацияси деб номланувчи ҳодиса таъсир кўрсатади, яъни катта айлана ёйидан тўлқинни тарқалиш йўналишидан оғишидир. Нурлар девиациясининг асосий сабаблари трассага перпендикуляр йўналишдаги ионосфера аксловчи қатламларининг қиялиги, ҳамда ионосфера ножинсликларидаги ён сочилишлари ҳисобланади. Антенналар горизонтал текисликда узатиш ва қабул қилиш пунктларини боғлаб турувчи катта доира ёйига нисбатан ± (3...5⁰) бурчак диапазонида жадал нурланиш ва қабулни таъминлаши керак. Юқори кенгликларда ионосферани катта ножинслигидан нурларнинг девиация бурчаги катта бўлади.

Ишлашнинг барқарорлиги. Қисқа тўлқинлар диапазонидаги магистрал алоқа линиялари асосан дискрет ахборотни узатиш учун қўлланилади, шу сабабли маълум вақт мобайнида руҳсат этилган хато қабул қилинган жўнатмалар сонини таъминлаш эҳтимоллиги сифатида аниқланади. Одатда дискрет телефонни ишлашида нисбий хатолар сони суткани 70% вақт мобайнида 10^-2 дан катта бўлмаслиги, магистрал телегрфда - суткани 90% вақт мобайнида 10^-3 дан катта бўлмаслиги ва рақамли маълумотлар узатилганда - суткани 98% вақт мобайнида 10^-4 дан катта бўлмаслиги талаб қилинади. Ишлашнинг барқарорлиги сигнал ва ҳалақитни узлуксиз ўзгариши ҳисобига доимий ва доимий бўлмаган ўзгаришларга дуч келадиган қабул қилгич киришидаги кузатилаётган сигнал-ҳалақит нисбатига боғлиқ. Ахборотни узатиш тезлиги камайтирилганда ва руҳсат этилган хатолик эҳтимолиги кўтарилаганда сигнал-ҳалақит нисбатини ҳудди ўша қийматида алоқа линиясини ишлашининг барқарорлиги ошади.

7. ЎРТА РАДИОТЎЛҚИНЛАРНИ ТАРҚАЛИШ ХУСУСИЯТЛАРИ.

Ўрта узунликдаги тўлқинлар диапазони – λ = 1000...100 м. Тропосфера таъсир этмайди. Бу диапазон тўлқинлари тахминан бир хил тарқалиш шароитлари билан характерланади, уларни асосий хусусиятларидан, бу кундузи фақат ер (сирт) тўлқинларни, тунда эса - ер (сирт) ҳам, фазо тўлқинларни ҳам қабул қилиш мумкин. Кундузги вақтда станцияни фаолият радиуси одатда бир неча юз километрни ташкил қилади, тунда эса 2000...3000 км ва ундан ҳам катталашади. Бундай шароитлар кўриб чиқилаётган частота полосасини ўрта қисмидаги тўлқинларга хосдир. Юқори чегарага яқинлашганда фазо тўлқинларини роли кучаяди, пастги чегарага яқинлашганда эса аста секин тўлқин ўтказувчи тарқалишга ўта бошлайди. Бу частоталарни радио эшиттиришларда қўлланилиши энг қулай, бунинг учун ХЭИ-R томонидан 1,6 МГц...150 кГц (λ = 187...2000 м) полосаси ажратилган. Бундан ташқарии, бу частоталар денгиз алоқаси мақсадлари учун ҳам қўлланилади. Денгиз линияларида денгиз сувида ўтказувчанлиги юқорилиги учун энергия йўқалиши камлиги сабабли ер (сирт) тўлқинини тарқалиш шароитлари яхшидир. Ер тулқинини тарқалиш узоқлиги 500...700 км дан ошмайди.

Ер тўлқинининг тарқалиш шароитлари. Ер тўлқинининг ерни электрон биржинсли текис юзаси бўйлаб тарқалиш шароити дифракция назариясига яхши мос келади. Лекин кўриб чиқилаётган диапазонда ер тўлқини майдонига ерни реал юзасига боғлиқ икки хусусият таъсир этади: тупроқ нинг трасса бўйлаб ва тупроқ қатлами чуқурлиги бўйича электрон ножинсли эмаслиги, ҳамда рельефни нотекислигидир. Агар тарқалиш шароитини тўлқин тарқалиш жараёнида фаол иштирок этадиган тупроқ қатламини электр ўтказувчанлигини ўлчаш йўли билан ер сиртини σ_ер.сам. самарали ўтказувчанлиги ёрдамида баҳоланса, чуқурлик бўйича электрон параметрларни ножинслигини ҳисобга олиш мумкин. Тажриба маълумотларига асосан бундай қалинликка тўлқинни тупроққа сингиш чуқурлиги билан чегараланган қисм мос келади. Сингиш чуқурлиги тупроқ ўтказувчанлиги ва тарқалаётган тўлқин узунлигига боғлиқ равишда ўзгаради, бу кўриб чиқилаётган диапазонда ўртача 10...20 м ни ташкил қилади. Ўлчашлар шуни кўрсатяпти-ки, агар ўлчамлари бўйича унча катта бўлмаган юзаларда ҳам σ_ер.сам. ни тақсимланиши аниқ ажратилган тасодифий характерга эга. Буни тупроқни мураккаб ва ҳосил бўлиши турличалиги, ёғингарчилик жинслар қатламлари турлича жойлашуви, ер ости сувлари сатҳи ва бошқалар билан тушунтириш мумкин.

Ўрта тўлқин диапазонидаги майдон кучланганлигига ҳудуд рельефи сезиларли таъсир кўрсатади. Узун ва ўрта тўлқин диапазон учун ер сиртини кўп турлари, баланд тоғлардан ташқарии ғадир-будирли синфга киради, уларда кўп катта бўлмаган (h < λ) нотекисликлар статистик бир текис тақсимланган. 100...2000 м диапазонидаги тўлқинлар учун бундай сиртлар оддий қир-адирлар ҳисобланади (узун ясси нотекисликлар синфи), кучли тўлқинланган денгиз сирти (қисқа ясси нотекисликлар синфи), катта шаҳар рельефи кўринишидаги ғадир-будирли сирт (кичик кескин нотекисликлар синфи) ва бошқалар. Ғадир-будирли сирт таъсири энергияни сочилишига олиб келади, натжада керакли йўналишдаги энергия оқимининг зичлиги кучсизланиши юз беради. Ер тўлқинининг сирпаниб тарқалиш ҳолатида сочилган майдон кучланганлигининг ўртача қийматини ҳисоблаш статистик усуллар билан бажарилиши мумкин ва энергия оқимининг зичлигининг кучсизланишини ер сиртининг электрон параметрларини ўзгаришига олиб келади. Бу ҳолдаги майдон кучланганлигини ҳисоблаш туйилма қиматлар деб аталувчи диэлектрик сингдирувчанлик ε_ет ва ўтказувчанлик σ_ет қийматларини ҳисобга олиб борилади. Бу туйилма қийматлар қоплб турувчи сиртни электрон хусусиятига боғлиқ бўлибгина қолмай, балки рельеф характерига ҳам боғлиқ. Қир-адирли ҳудуд учун туйилма солиштирма ўтказувчанлик қуйидаги ифода ёрдамида аниқланади:

бунда σ_ес – тупроқни фақат электрон хусусиятини ҳисобга олувчи самарали солиштирма ўтказувчанлик;

σ_ер – ясси қир-адирлар кўринишидаги рельеф (улар учун l₀>> λ, h₀/l₀ << 1, l₀ ва h₀ – ўртача горизонтал ва вертикал нотекисликлар ўлчами) таъсирини ҳисобга олувчи (реал) туюлувчи ўтказувчанлик ташкил этувчиси.

Масалан, l₀ = 2,5 км, h₀ = 50 м бўлганда σ_ер ≈ 20∙10^-3 См/м.

Кўпинча ε_ет ва σ_ет туюлувчи қийматлар майдон кучланганлигини ўлчов натижалари бўйича аниқлайдилар, чунки трассадаги майдон кучсизланиши муҳитнинг мос келувчи электрон параметрларига таъсир этишига олиб келиши мумкин. Ўлчашлар шуни кўрсатдики, текис ҳудуд учун σ_ет қиймати σ_ес дан 1,5...2 мартага фарқ қилади, қир-адирли ҳудуд учун эса бу фарқ 5...7 мартагача боради. Ер тўлқинини майдон кучланганлигини ҳисоблашда 7.1-жадвалда келтирилган ер сиртини туйилувчи қийматларидан фойдаланиш мақсадга мувофиқ келади.

7.1-жадвал

Тупроқнинг «туюлувчи» параметрлари қийматлари

Ер сиртининг тури	ε_ет	σ_ет, См/м
Денгиз	81	1...4,6
Дарё, кўл	80	0,001
Яйловлар, катта бўлмаган қир-адирлар, лалмикор ерлар	14...20	0,01...0,03
Яйловлар, ўрта ўлчамли қир-адирлар, ўрмонлар	13	0,006
Яйловлар, ўрта ўлчамли қир-адирлар, ўрмонлар, оғир тупроқли ерлар	13	0,004
Тоғли тупроқ, кескин қир-адирлар	14	0,002
Қумли, қуруқ, текис ҳудуд	10	0,002
Шаҳарлар	3...5	0,0001...0,001

Ер тўлқини майдон кучланганлигининг қиймати ўсимликлар қопламига боғлиқ. Ўрмон устида тарқалаётган тўлқин дарахтлар танасида токлар ҳосил қилиш ҳисобига ютилади. Ёғочнинг ўтказувчанлиги харорат ва намликка боғлиқ бўлиб, уларни қийматлари ошиши сайин катталашади, шунинг учун ёзда дарахтлар ҳисобига кучсизланиш қишга нисбатан кўп. Дарахтлардаги фаслга боғлиқ ютилишлар ўзгариши, сигнал сатҳини фасллардаги мумкин бўлган ўзгаришлар ҳисоблнишларига қониқарли мос келишлар берди. Қишда ер тўлқинининг майдон кучланганлиги ёзга нисбатан 20...50% га кўп.

Ер тўлқинининг майдон кучланганлигини ҳисоблаш. Реал шароитларда ўрта кесишган ҳудудда ва трасса бўйлаб тупроқнинг нисбатан биржинсли электр параметрлари ер тўлқинининг майдон кучланганлигини, паст жойлашган антенналар учун тўғри келувчи дифракцион формулалар билан қониқарли баҳоланади. Бунда майдонни ҳисоблашда тупроқни туйилувчи ε_ет ва σ_ет электрон параметрларини ҳисобга олган ҳолда олиб бориш зарур. Муҳандислик фаолиятида ер тўлқинининг майдонини аниқлаш учун РЧХККни Х Пленар Ассамблеясида тавсия этилган (Женева, 1963й.) РЧХКК (МККР)ни графикларидан кенг қўлланилади ва майдон кучланганлигининг ҳисоблаш натижалари турлича қопловчи сиртлар учун дифракцион формулалар бўйича берилади.

РЧХКК графиклари бўйича ҳисобланган майдон кучланганлиги, таҳминан 150 кГц...2 МГц частоталар учун r ≤ 2000 км масофаларда кундузи кузатилатиладиган майдонга тўғри келади, бунда фазовий тўлқинни майдони ер тўлқинининг майдонига нисбтан инобатга олмаса бўладиган даражада кичик бўлади.

Ионосфера тўлқинининг тарқалиши. Бутун тарқалиш трассаси тўла қоронғулик зонасига тушиши биланоқ, қабул қилиш нуқтасида ер тўлқинидан ташқари, ионосферадан қайтган фазо тўлқини пайдо бўлади.

7.1-расм. ЎТ диапазони радиотўлқинларининг ионосферадаги траекторияси: а – тунги; б – кундузги.

100...2000 м диапазондаги радиотўлқинлар учун ионосферадан аксланиш шароити сутка давомида, асосан, Е қатламида бажарилади. Лекин кундузи ионосфера тўлқини D қатламида катта ютилишларга дучор бўлади ва унинг одатда қўлланиладиган қувватли узатгичлар қўлланилганда қабул қилиш мумкин бўлмайди. Қоронғу тушганда D қатлами йўқолиши билан фазо тўлқинининг майдон кучланганлиги кескин ўсади ва 100... 200 км дан катта бўлган масофаларда бу тўлқин доминантликни қўлга олади. Фазо тўлқинининг майдон кучланганлиги трассани геомагнит кенглигига боғлиқ равишда ўзгаради, чунки Ернинг магнит майдони ионосферада тарқалувчи тўлқинларга сезиларли таъсир кўрсатади, айниқса таҳминан 1,4 МГц га тенг бўлган ўрта геомагнит кенгликларга яқин бўлган частоталарда кучли таъсир кўрсатилади.

Майдон кучланганлигини тасодифий флуктуациялари. Сутка давомида ер тўлқини доминантлик қиладиган масофаларда сигнал сатҳи барқарордир. Бу масофадаги ҳудудни ишончли қабул қилиш зонаси дейилади. Ундан кейин яқин флуктуация зонаси жойлашган, бунда қоронғу тушиши билан қабул қилинаётган майдон бу амплитуда бўйича бир-бирига яқин бўлган ер ва фазо тўлқинларининг интерференцион натижаларидир. Ионосферада электрон зичлигининг узлуксиз флуктуациялари натижасида фазо тўлқинининг фазаси узлуксиз ўзгаради, шу сабабли яқин зонадаги қабул интерференцион келиб чиқишли чуқур тез флуктуациялар кузатилади. Бундан ташқарии қабул қилинаётган майдонни қутбланиш эллипсининг ўқлари нисбати ва йўналиши ўзгариши натижасида, қутбланишдаги келиб чиқишли флуктуациялар ҳам пайдо бўлади.Яқин зонадаги флуктуациялар частота-селектив табиатга (характерга) эга ва махсус чоралар кўрилмаса бу зонада қабул барқарор бўлмайди. Айниқса ўрта тўлқин диапазонининг қисқа тўлқин қисмида тез селектив флуктуациялар кўп содир бўлади.

Яқин флуктуация зонасидан кейин узоқдаги қабул зонаси жойлашган, ёки бошқача қилиб айтганда узоқдаги тинчлинишлар қабули дейилади. Бу зонада қабул n-марта ионосферадан қайтган фазо тўлқинлари ҳисобига амалга оширилади. Кўп маротаба аксланган тўлқин амплитудаси бир марта аксланган тўлқин амплитудасидан икки ва ундан кўп марта кичик бўлади, шу сабабли бу зонадаги флуктуациялар яқин флуктуациялар зонасидан анча чуқур ва уларнинг селектив хусусиятлари кучсиз бўлади. Оммавий эшиттириш шароитида умумий флуктуацияларни қабул қилгичнинг кучайтишини автоматик бошқариш билан компенсация қилинади. Селектив флуктуациялар билан курашиш анча муракаб бўлади. Аниқ қабул қилиш зонасини кенгайтириш учун, яъни ер тўлқинини майдон кучланганлигини ошириш ва фазо тўлқинларининг майдон кучланганлигини камайтириш учун Ер сиртига «жипслантирилган» йўналтириш диаграммали «антифединг» антенналри (7.2-расм) қўлланилади. Антифединг хусусиятлари нуқтаи назаридан энг яхши бўлиб, бу h/λ = 0,53 баландликка эга бўлган вертикал антенналар ҳисобланади. Бу антенналарнинг нурланиш бурчаги Δ = 45...50˚ ни ташкил қилади. Бундай антенналар h/λ = 0,25 баландликка эга бўлган қисқа антенналарга нисбатан аниқ қабул қилиш зонасини 2...2,5 мартага кенгайтиришга имкон беради.

Ионосферадаги кесишишли модуляция. Ионосфера тўлқинларини қабул қилиш зонасида тунги пайтда кесишишли модуляция ҳодисаси кузатилиши мумкин. Бу ходиса қуйидагича пайдо бўлади: қабул қилгич нисбатан кичиқ қувватли узатгичга тегишли f частотага созланганда, қуввати катта бўлган (Р₁ > 50 кВт) узатгични узатилаетган сигнали қабул қилинади, бунда ҳалақит бераётган узатгични ташувчи частотаси f_м қабул қилгичнинг ўтказиш полосасидан ташқарида бўлади. Бундай ҳодиса кам қувватли узатгични майдони катта қувватли узатгич сигнали билан модуляцияланганида кузатилиши мумкин.

7.2 – расм. Вертикал текисликдаги антеннанинг йўналтириш диаграммаси:

1 – оддий антенна, 2 – антифединг антенна.

Модуляция ионосферанинг ночизиқли хусусиятлари ҳисобига ионосферада юз беради, ионосферанинг ютиш коэффициенти δ_и ионосфера ўтказувчанлиги σ_и га пропорционал бўлади. Агар катта қувватли (ҳалақит берувч) станцияни майдон кучланганлиги паст частота Ω билан модуляцияланган бўлса, унда σ_и ва ўз навбатида δ_и ҳам бу частота тактида ўзгаради. Узатгичларнинг қувватини ва уларни ўзаро жойлашувини танлаш зарур, ҳамда кесишишли модуляцияси эффектини ҳисобга олгна ҳолда антенналарнинг йўналтириш диаграммаларини танлаш зарур.

Ионосфера тўлқинининг майдон кучланганлигин ҳисоблаш. Тунги пайтда ер тўлқинидан ташқарии ионосферадан қайтган тўлқин мавжудлигини ҳам ҳисобга олиш зарур.

Ионосфера тўлқинининг майдон кучланганлигининг Е_и ўлчашларини статистик қайта ишлаш натижаларини қўллаган ҳолда аниқалш тавсия этилади. Фазо тўлқинини майдон кучланганлигини f частотада суткани қоронғу пайтдаги белгиланган t соат 300 км масофадан катта бўлган, йил ичида Т_т% тунлар ишлаш учун қуйидаги формула билан аниқланади:

бунда Р΄₁ – узатиш антеннасига келтирилаётган қувват, дБ;

Δ_А(h/λ,r) – h баландликка эга бўлган узатиш антеннасининг йўналтириш диаграммасини таъсирини ҳисобга олувчи коэффициент (график ёрдамида аниқланади);

F₀(r,f) - радио линия узунлиги r ва частота f дан боғлиқ бўлган коэффициент (график ёрдамида аниқланади);

Δ_J – трассани ўрта нуқтасида J магнит қияланишини ҳисобга олувчи (график ёрдамида аниқланади);

Δ_т(Т_т) – йил ичида ишлаш вақтининг Т_т% фойизи берилгандаги трассани ўрта нуқтасидаги t вақтга боғлиқ коэффициент (график ёрдамида аниқланади);

ВТ_с – қуёш доғларини бир йилдаги ўртача сони.

Хизмат кўрсатиш ҳудуди. Узатгични ишлаётган частота полосасидан қатъи назар, хизмат кўрсатиш ҳудудини аниқлаш принципи бир хил бўлади. Частлтага боғлиқ равишда ҳалақитларни кўриниши ва жадалликлари (интенсивликлари) ўзгаради ва мос равишда минимал руҳсат этилган мадонн кучланганлигини Е_min сатҳининг меъёрлари ва А ҳимоя муносабати ҳам ўзгаради. Эсга солиб қўйиш жоизки, агар фақат табиий келиб чиқишли ташқи ҳалақитларни, ҳамда саноат ва қабул қилгичнинг ички шовқинлари ҳисобга олинадиган бўлса, Е_min катталиги хизмат кўрсатиш зонасини ўлчамини лимитлаштиради. Ҳимоя муносабати S хизмат кўрсатиш зонасини радиостанциялар ҳосил қиладиган ҳалиқитлар сатҳи бўйича чегаралайди. Узун тўлқин ва ўрта тўлқинлар учун берилган Е_min катталик бўйича радиусини ҳисоблаш қуйидаги схема бўйича амалга оширилади. 7.2-жадвалда хизмат кўрсатиш зонасининг чегарасида, РЧХКК тавсиясига мос равишда ўрнтилган майдон кучланганлигининг руҳсат этилган минимал қиймати келтирилган.

7.2-жадвал

Турли частоталардаги Е_min қиймати

Частота, МГц	0,2	0,5	1,0	1,5
Е_min, дБ/µВ/м	73	66	60	57

Е_min катталиги ўрта ва узун тўлқинлар диапазони учунасосан атмосфера ҳалақитлари билан аниқланади, чунки хизмат кўрсатиш зонасининг чегараси одатда қишлоқ ҳудудидан ўтади. Келтирилган Е_min қийматлари Δf = 6 кГц қабул қилиш полосаси учун тўғридир ва сигнал/шовқин = 40 дБ нисбатни таъминлайди. Кундузги вақтда хизмат кўрсатиш зона ичидаги тупроқнинг электрон параметрлари тахминан биржинсли деб олинса, зонасининг радиуси r_хкз Е_ер = Е_min шартидан аниқланади, бунда Е_ер – нурланаётган эквивалент Р_1э қувватдаги ер тўлқинининг майдон кучланганлигидир. Хизмат кўрсатиш зонанинг радиуси r_хкз аниқлаш учун, тенгликни Е_ер(r_хкз) нисбатан ёзиш қулайдир, яъни Р_1э = 1 кВт да зона чегарасидаги майдон кучланганлигидир. бўлганда, ни оламиз. Е_min ва Р_1э катталиклар берилган бўлади. ХЭАИ нинг графиклари ёрдамида Е_ер1(r_хкз) ни ҳисоблаб, хизмат кўрсатиш радиуси r_хкз аниқланади. Тунги вақтда узатгичдан турли узоқликларда ер ва фазо тўлқинлари майдонлари орасидаги муносабатлар ўзгаради. Тахминан 100 км дан кичик масофаларда ер тўлқинининг майдони Е_ер кучлидир, агар r ≥ 300 км бўлса, унда ионосфера тўлқинининг майдони Е_и кучлидир, агар r ≈ 100...300 км бўлса – натижавий майдон бўлади. Суткани тунги вақтидаги хизмат кўрсатиш зонасининг чегараси одатда ионосфера тўлқининиг таъсир доирасидан ўтади, ионосфера тўлқинига кун мобайнида майдоннинг медиан соат қийматларини флуктуацияларига мойилдир. Шунинг учун зона радиусини ҳисоблашда тасодифий характеристикаларидан фойдаланилади. Ионосфера тўлқини бўйича зона радиуси Е_и(r_хкз, t, T_т) = Е_min тенгликдан аниқланади, бунда Е_и(r_хкз, t, T_т) – ионосфера тўлқинининг r_хкз масофадаги, берилган суткани қоронғу вақтидаги t соат учун йил мобайнида T_т% тун ишлашдаги майдон кучланганлиги. Е_и катталиги масофага боғлиқ бўлган мураккаб функциядир, шунинг учун радиус r_хкз фақат Е_и(r) боғлиқликни T_т = 90% сифат билан узатилишини мос келишини ҳисобга олиб, берилган t соат учун қурилгандан сўнг аниқлаш мумкин. Е_и = Е_min шарт бажарилган масофа, бу хизмат кўрсатиш зонасини радиуси r_хкз бўлади.

8. ЎТА УЗУН ВА УЗУН ТЎЛҚИН ДИАПАЗОНЛАРИ РАДИОТЎЛҚИНЛАРИНИНГ ТАРҚАЛИШ ХУСУСИЯТЛАРИ

Узун тўлқин (УТ) радиодиапазоннинг 10 км…1 км (30…300 кГц), ўта узун тўлқин (ЎУТ) эса 100 км…10 км (3…30 кГц) узунликдаги қисмида жойлашган. Тарқалиш холатига тропосфера таъсир этмайди. Турли радиоқурилмалар ёрдамида хосил қилинадиган электромагнит тебранишлар диапазони 20…30 км (15…110 кГц) узунлик билан чегараланган. Узунрок тўлқинлар табиий манбаалар орқали хосил бўлади. Масалан: чақмоқ разрадлари узлуксиз спектрига эга бўлган тўлқин таркатади. Бу спектр бир неча юз герцдан 30…50 кГц гача жуда жадал.

ЎУТ ва УТ диапазонининг кўлланилиш сохаси унинг тарқалиш хусусиятлари билан аниқланади. Тарқалиш трактидаги тўлқин қувватининг нисбатан кам сўниши ва ионосферадаги нобоп холатларга баркарорлиги бу диапазонни антипод холатигача чузилувчи узоқ масофаларда алоқа ўрнатиш учун куллаш имконини беради. Бирок, частотавий сигимнинг камлиги бу диапазонда паст тезликли телеграф тизимларини (масалан: Морзе калити билан ишлаш) ишлатишгагина имкон беради холос. Бу диапазонда, майдонининг амплитуда ва фаза характеристикалари катта баркарорликка эга бўлганлиги туфайли, узоқ радионавигация хизмати ва аниқ вақт сигналини узатиш амалга оширилади. ЎУТ ва УТ диапазони тўлқинлари ионосфера хамда ер тўлқинлари сифатида тарқалади. Майдоннинг фазо ва вақтга боғлиқлик қонуниятини ионосфера тўлқинларининг тўлқинўтказгичдаги тарқалиш назарияси аниқроқ тасвирлаб беради.

7.3. расм. ЎУТ ва УТ диапазондаги радиотўлқинлар траекторияси

Замонавий назарияда, ионосферали узун ва ута узун тўлқинлар сферасимон тўлқинўтказгичда тарқалади деб қабул қилинади. Бунда унинг пастки чегараси – ер юзаси, устки чегараси – кундузи D қатлами, кечаси эса Е қатлами хисобланади. Бу турдаги тўлқинўтказгичда радиотўлқинлар тарқалиши физик жараёнларининг кийинлиги қуйидаги бир неча сабабга боғлиқ:

- Ер ва ионосферанинг сферасимон шакли

- Ионосфера пастки чегарасининг чекланган ўтказувчанлиги

- Ер магнит майдони таъсири сабабли келиб чикадиган ионосферанинг анизотроп хусусиятлари

- Ер юзасининг чекланган ўтказувчанлиги ва унинг нотекис рельефи.

Бу турдаги сферасимон тўлқинўтказгичда майдон қийматини топиш учун Максвелл тенгламаларини чегаравий шартларни хисобга олган холда ечиш лозим.

Масофа бўйича учта майдон шакллантириш сохалари фарқланади – якин, оралиқ ва узоқ.

Якин зонада (r<1000 км) – тарқалишнинг нурли трактовкаси ўринлидир, бунда майдон бир неча Ер тўлқинлари ва n – карра ионосферадан акс топган тўлқинлар майлонлари ийгиндиси шаклида намоиш этилади. Эксперемент ва хисоб китоб натижалари таққосланиши шуни кўрсатадики, хисоб китобнинг тахминан 5% чекланиши ионосферадан 5 – карра аксланган тўлқинлар йигиндисини инобатга олишда хосил бўлиши мумкин.

Оралиқ зонада (r=1000…2000 км) – фақат тўлқин ўтказувчанли тарқалиш чизмаси ўринлидир ва майдон хам асосий модларнинг квазиси – ТН₁ ва квази – ТН₂, хам юқори ракамли модалар билан шаклланади.

Узоқ зонада (r>2000 км ) – хам ўтказувчанли тарқалиш чизмаси ўринлидир, лекин майдон фақат асосий модалар ёрдамида ташкил этилади. Тахминан хатоликни 10% деб олганда, кундузги шароитда майдон квази ТН₁ тўлқин билан, тунда эса учта тўлқин, квази ТН₁, квази ТН₂, квази ТЕ₁ билан аниқланади. Кун суткаси давомида майдон структурасининг ўзгариши - узоқ областда турли масофаларда турли суткали майдон ўзгариши қонуниятларига олиб келади. Кундузи, битта тўлқин етакчилик қилганда, масофа ортиши билан майдон аста секин камайиб боради: тунда эса бу боғлиқлик учта асосий модаларнинг интерферецияси хисобига номонотон характерга эга. Шуни таъкидлаб ўтиш жоизки, масофада майдон тарқалишининг яни бир хусусияти фақат ЎУТ диапазонида кузатилувчи «антипод» эффектидир. Ўлчашлар шуни кўрсатадики, узатувчи манбадан тахминан 20000 км масофага узоқлашганда (антипод нуқтаси) майдон кучланганлиги ортиб боради (7.4 расм). Антиподда майдон амплитудаси экваторда унинг қийматидан 6…7 марта ортиб боради. Тўлқин тарқалиш назарияси сферик тўлқинўтказгичда бундай эффект мавжудлигини тасдиқлайди.

Кун суткаси давомида майдон кучланганлигини ўзгариши. Вақт мобайнида узун ва ута узун тўлқинларнинг майдон кучланганлигини ўзгариши ионосферанинг холатига боғлиқ бўлади – унинг асосини баландлиги ва акслантирувчи қатлам ионизация даражаси. Масофага боғлиқ бўлган тунги майдоннинг мураккаб интерференцион структураси суткали юришни бир хил қийматга эга бўлмаслигига сабаб бўлади. Кундан тунга қараб майдонни катталашиши нормал суткали юриш дейилади, бу уз навбатида тунда D қатламининг йуколиши билан ионосферали тўлқинлар ютилишини камайиши билан тушунтирилади. Тунда фақат фойдали сигнал майдони ошиши билан халақитлар майдони хам ошиб боради, сигнал/халақит нисбати хам тунда кундузгига нисбатан кўп холларда анча фойдали бўлиб чикади. Баъзи бир линияларда Қуёш чиқиши ва ботиши вақтида майдоннинг чуқур минимумлари пайдо бўлади. Бу ходисани сумеркали эффект деб юритилади.

7.4-расм. Антипод эффектида майдон тақсимотининг масофага боғлиқлиги

Майдон кучланганлигининг мавсумий ўзгариши оралиқ ва узоқ зоналарида кам белгиланган ва доимо бир хил бўлмайди. Одатда Ёз мавсумида Е қиймати Киш мавсумига нисбатан камрок бўлади.

Қуёш активлик циклининг таъсири. Кўпгина кузатувлар шуни кўрсатадики, Қуёш активлиги ортиши билан ЎУТ ва ДВ диапазон тўлқинлар майдон кучланганлиги ортиб боради ва уз навбатида Қуёш активлик жараёни ортгандаги ионосфера асосидаги электрон зичлик градиентини ортиши билар тушунтирилади.

Майдон кучланганлигининг доимий бўлмаган ўзгариши вақт бўйича ўзгарувчи ионосферанинг нобиржинсли структураси билан шарланган. ЎУТ ва ДВ диапазонидаги майдоннинг тасодифий тебранишлари чуқурлиги бўйича мухим эмас бўлиб, шундай секин ва паст даражада оқиб ўтадики, оханг ва нутк қабул қилиш жараёнида деярли эшиттилмайди. Уларни фақат майдон кучланганлигини мазсус ёзувчи ускуна ердамида езиб олингандагина аниқлаб олса бўлади. Тебранишлар интерференцион келиб чиқишга эга ва интерференцион ташкил этувчилари фазалари силжиши билан шартланган. Сингалнинг сатхининг тасодифий ва чуқур бўлмаган ўзгаришлар текис характерга эга ва бир неча соат мобайнида окиб утади. Тезкор котишларнинг йуклиги ЎУТ ва УТ диапазонида қабул қилишнинг характерли хусусиятларидан биридир. Тасодифий «чақнаш» каби активлик хар доим майдон кучланганлигини ортишига олиб келади D қатламининг ионизацияси ортиб боради ва ионосферанинг ютувчи қатламига ЎУТ ва УТ тўлқинларинг сингиши камаяди. Тўлқин узунлиги камайиши билан бу тенденция сусаяди.

Ер юзаси тўлқини ёрдамида тарқалиш. Бу тўлқин диапазонида Ер юзасининг барча турлари учун ўтказувчанлик токлари силжиш токларига нисбатан анча устунрок бўлади. Бунинг натижасида Ер юзаси тўлқинининг тарқалишида Ерни ичига энергиянинг оз микдори сингиб утади. Ернинг сферик холати радиотўлқинларнинг тагри чизиқли тарқалишига тусик бўлиб, тахминан 1000…2000 км масофагача тўлқин узунлиги билан деярли тенг бўлади, ва уз навбатида Ер шарини узун тўлқинлар билан енгиб ўтишга ердам беради. Бу икки фактор узун ва ута узун тўлқинларнинг 3000 км масофагача тарқалишини белгилайди.
500…600 км масофадаги майдон сатхини хисоблашда Шулейкин-Ван-дер-Поль формуласидан фойдаланса бўлади, узоқ масофаларда эса ХЭИ-R графигидан фойдаланиш тавсия этилади.

ФОЙДАЛАНИЛГАН АДАБИЁТЛАР РЎЙХАТИ

1.Ерохин Г.А., Чернышев О.В., Козырев Н.Д., Кочержевский В.Г. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. - M.: Радио и связь, 1996.

2.Черенкова Е.Л., Чернышев О.В. Распространение радиоволн.- M.: Радио и связь, 1984.

3.Милютин Е.Р., Василенко Г.О., Сиверс M.А., Волков А.Н., Певцов Н.В. Методы расчета поля в системах связи дециметрового диапазона.- СПб: Триада, 2003.

4.Волков А.Н., Гаврилов В.А., Милютин Е.Р. Антенны сухопутных подвижных систем связи.- СПб: ИА «Энергомашиностроение», 2007.

5.Бузов А.Л., Казанский Л.С., Романов В.А., Сподобаев Ю.M. Антенно-фидерные устройства систем сухопутной подвижной связи. - M.: Радио и связь, 1997.

6.Долуханов M.П. Распространение радиоволн. – M.: Связь, 1972.

7.Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терёшин О.Н. Антенны УКВ. - M.: Связь, 1977.

8.Ли У. Техника подвижных систем связи: ПЕр. с англ. – M.: Радио и связь, 1985.

9.Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ/под ред. У.К. Джейкса: Пер. с англ. – M.: Связь, 1979.

10.Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания: Справочник / M.Г. Локшин, А.А. Шур, А.В. Кокорев, Р.А. Краснощеков. – M.: Радио и связь, 1988.

IV. ЛАБОРАТОРИЯ ИШЛАРИ МАТЕРИАЛЛАРИ

1 – лаборатория иши: Директорли антеннани тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Директорли антеннанинг йўналганлик диаграммасини ва кириш қаршилигини тадқиқ этиш.

Масаланинг қўйилиши: антенна макетининг таркибий схемаси билан танишиб чиқиш, берилган частота диапазонларида антеннани созлаш, лаборатория шароитида антенна макетининг ЙД ўлчаш, фидердаги ТТК қийматини ўлчаш, олинган натижалар асосида антеннанинг меъёрлашган ЙД чизиш ва ишлаш принципини тушунтиш, антеннанинг қўлланиш соҳаларини

Назарий маълумотлар. Директорли антенна ўқ бўйича нурловчи чизиқли панжарали антеннадан ташкил топади. Бундай панжараларда вибраторларнинг токлар фазаси Ψ_Пнурланиш йўналиши бўйича орқада қолади, яъни

Ψ_П = k*d(c/v), (1.1)

бу ерда k = 2π/λ - тўлқин сони; λ – тўлқин узунлиги; d – вибраторлар орасидаги масофа; c/v – секинлашиш коэффициенти;

с – ёруғлик тезлиги; v – тўлқиннинг фаза тезлиги.

Агар фазовий фаза силжиши Ψ = kd, c/v = 1 бўлганда кузатиладиган таъминот манбаи бўйича фаза силжиши Ψ_Пга тенг бўлса_, у ҳолдамайдон нурланиш йўналиши бўйича (антенна ўқи атрофида) синфаз равишда арифметик қўшилади Ψ_Р= Ψ_П – Ψ = 0⁰, тескари йўналишда эса компенсацияланади. Директорли антеннада v<c (c/v>1) бўлади, яъни, нурланиш йўналиши бўйича майдонларнинг вектор йиғиндиси кузатиладиган “паст суратли тўлқин” режими кузатилади (2.1-расм).

1.1-расм. c/v>1 бўлганда майдонларнинг қўшилиши

Антенна актив вибраторлар (фидер киритилган вибраторлар шундай деб номланади) ва пассив вибраторлар (манба берилмайдиган вибраторлар) қаторидан ташкил топади. Пассив вибраторлар актив вибраторларнинг электромагнит майдонлари ёрдамида қўзғатилади. Актив вибратор сифатида халқали ёки шунтли вибраторлар қўлланилади. Антенна қурилмаси 2.2-расм бўйича йиғилади. Актив вибраторлардан максимал нурланиш (қабул қилиш) томон жойлашган пассив вибраторлар “директорлар” (лотинча «Direkt» – йўналтириш сўзидан олинган) деб номланади.

1.2-расм. Директорли антеннанинг эскизи

Актив вибраторлардан максимал нурланишга қарама қарши ( қабул қилиш) томон жойлашган пассив вибраторлар “рефлектор” (лотинча «Reflekt» – акслантириш, қайтариш сўзидан олинган) деб номланади. Одатда фақат битта рефлектор қўлланилади, кейинги вибраторлар заиф қўзғалади ва антенна тўлқин тарқатишига таъсир кўрсатмайди.

Пассив рефлекторнинг ток фазаси актив вибратор ток фазасидан олдинроқда бўлиши керак. Бу кириш қаршилиги индуктив характерга эга бўлганда содир бўлади, яъни вибраторнинг тўлиқ узунлиги (2l) унинг резонас узнлигидан катта бўлиши керак.

Пассив директор токи фазаси актив вибратор ток фазасидан орқада қолиши керак. Бу кириш қаршилиги сиғим характерга эга бўлганда содир бўлади, яъни вибраторнинг тўлиқ узунлиги (2l) унинг резонас узнлигидан кичик бўлиши керак.

Директорли антенналарнинг йўналтириш хусусияти пассив вибраторларни созлаш ва уларнинг ўзаро тақсимланиши орқали аниқланади. 1.3-расмда кўрсатилганидек симметрик вибраторнинг кириш қаршилиги уларнинг нисбий елка узунлиги (l/λ) ўзгариши билан ўзгаради. Барча пассив вибраторларнинг уларнинг узунлигини ўзгартириш йўли билан созланади. Вибраторларнинг узунлиги ва улар орасидаги масофа шундай танланадики, рефлектордан бошлаб ҳар бир кейинги вибраторгача олдинги вибратор токи фазасидан Ψ_П катталикка орқада қолиши керак.

Бунда директорлар тақсимланиш йўналишида барча вибраторлардан нурланган тўлқин майдонлари қўшилади, тескари йўналишдаги эса компенсацияланади. Шундай қилиб, директорли антенна деярли бир йўналишдаги йўналганлик диаграммасини шакллантиради.

Директорли антенналарда рефлекторнинг узунлиги (0,51…0,53)λ га тенг қилиб танланади, рефлектор ва актив вибратор орасидаги масофа эса –(0,15…0,25)λ га тенг қилиб танланади. Директорлар узунлиги (0,41…0,45)λ га, актив вибратор ва унга яқин жойлашган директор, шунингдек, ҳар бир директорлар орасидаги масофа – (0,1…0,34)λга тенг қилиб танланади.

1.3-расм. Кириш қаршилиги актив ва реактив ташкил этувчиларининг l/λ

катталигига боғлиқлик графиги

Н текислигидаги иккита вибратолар тизимининг электромагнит майдонларини қўшишга тушунтиришлар ИЛОВАда келтирилган.

Агар актив вибратор сифатида ярим тўлқинли вибратор ишлатилса у ҳолда киритилган қаршилик ҳисобига кириш қаршилиги 20…30 Ом гача камаяди, бу коаксиал кабел билан мослашувчанлик муаммосини келтириб чиқаради. Шунинг учун асосан, актив вибратор сифатида 290…300 Ом қаршиликли ва «0» потенциали еуқтасига эга бўлган халқали вибратор ишлатилади (2.4-расм).

Коаксиал фидер носимметрик фидер бўлганлиги сабабли, актив вибраторга улаш учун симметрияловчи, шунингдек, қаршилик трансформатори ҳисобланган қурилма ишлатилади. Бу хусусиятларни «U – колено» туридаги трансформация коэффициенти 4 га тенг бўлган симметрияловчи қурилма қаноатлантиради (1.4.б-расм). Натижада халқали вибратор 75 Ом тўлқин қаршилигига эга бўлган коаксиал фидер билан яхши мослашади.

«U – колено» узунлиги λ_K/2 га тенг қилиб танланади, бу ерда λ_K = -коаксиал фидердаги тўлқин узунлиги, ε – марказий сим ва халқа орасидаги материалнинг нисбий диэлектрик сингдирувчанлиги. (паст босимли полиэтилен учун ).

1.4-расм. Симметрияловчи қурилмага (а) эга бўлган сиртмоқли вибраторнинг (б) эскизи

Назорат саволлари

1. Симметрик вибраторларнинг йўналганлик диаграммаларини Е ва Н текисликларидаги l/λ нисбий узунлигига боғлиқ ҳолда қандай ўзгаради.

2. Қандай симметрик вибратор актив деб номланади? Қандай симметрик вибратор пассив деб номланади?

3. Симметрик вибраторнинг кириш қаршилиги l/λ нисбий узунлигига боғлиқ ҳолда қандай ўзгаради?

4. Қандай вибратор рефлектор деб номланади?

5. Қандай вибратор директор деб номланади?

6. Пассив вибраторда ток фазаси унинг узунлигига қандай боғланган?

7. Йўналганлик диаграммаларининг кўпайтириш теоремаси.

8. Орасидаги масофа d = λ/4 бўлган ψ = 0, π/2, π фаза фарқи билан энергия олувчи иккита ярим тўлқинли вибраторлардан ташкил топган панжарали антеннанинг йўналганлик диаграммасини қуринг.

9. Директорли антеннанинг элементлари сони қандай танланади?

10. Директорли антенна элементлари орасидаги масофа қандай анийланади?

11. Директорли антенна элементларининг узунликлари қандай танланади?

12. Пассив вибратор актив вибраторнинг кириш қаршилигига қандай таъсир кўрсатади?

13. Нима учун актив вибраторларни Пистолькорснинг халқали вибраторлари кўринишида тайёрланади?

14. Нима учун симметрияловчи қурилмалар қўлланилади?

15. УҚТ диапозонида қандай турдаги симметрияловчи қурилмалар қўлланилади?

16. Нима учун антенна ва фидер мослаштирилади?

17. Югурма тўлқинлар коэффициенти деб нимага айтилади?

18. Антеннанинг фидер билан мослашишини таъминлаш учун унинг кириш қаршилиги қиймати қандай бўлиши керак?

19. Директорли антенналарнинг қўлланилиш соҳалари.

20. Халқали вибраторнинг кириш қаршилиги нимага тенг?

Тавсия қилинадиган адабиётлар

1. Warren L. Stutzman , Gary A. Thiele. Antenna Theory and Design. 3rd Edition. John Wiley, 2012.

2. Vitaliy Zhurbenko. Electromagnetic Waves. InTech 2011.

3. Антенны. Б.А.Панченко. Горячая линия – Телеком, 2015

4. Ерохин Г.А., Чернышев О.В., Козырев Н.Д., Кочержевский В.Г. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. – М.: Радио и связь, 2004.

5. Арипова У.Х. “Радиотўлқинларнинг тарқалиши ва антенна-фидер қурилмалари”, 2-қисм. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТАТУ, 2010.

2 – лаборатория иши: Симметрик тебратгич моделини компьютерда тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: токнинг симметрик вибратор юзаси бўйлаб тақсимланиш тахминий қонунини, симметрик вибраторнинг йўналганлик тавсифини ва йўналганлик диаграммасини ўрганиш, шунингдек, ток тақсимланиши ва йўналганлик диаграммаларининг вибраторнинг нисбий узунлигига боғлиқлигини аниқлаш.

Масаланинг қўйилиши: MMANA дастури имкониятларидан кенг фойдаланган ҳолда а антеннани моделлаштириш ва параметрларини тахлил қилиш.

Қисқача назарий маълумот. Симметрик вибратор симли антенналар турига киради. “Симметрик вибратор” деб аталиши унинг конструкциясининг симметрик эканлигидан дарак беради. У – хажм ва шакллари бир хил бўлган икки вибратор елкаларидан иборат. Шуни таъкидлаш лозимки, антенна нурлатаётган электромагнит тўлқинлар энергиясини фазода тақсимланишини математик ифода орқали, ёки бўлмаса, йўналганлик диаграммаси графиги шаклида қайд этиш мумкин.

Адабиётларнинг юқорида келтирилган бандларини ўрганиш жараёнида қуйидагига алоҳида эътибор беринг – симметрик вибраторнинг йўналганлик тавсифи бевосита токнинг вибратор юзаси бўйлаб тақсимланишига боғлиқ. Тақсимланиш эса, ўз навбатида, вибраторнинг нисбий узунлигига боғлиқдир. Амалий мухандисликда токнинг вибратор бўйлаб синусоидал қонун бўйича оқиши тахмини йўлга қўйилган. Бу тахмин орқали, умуман олганда, етарли даражада аниқ ҳисоблашлар олиб бориш мумкин.

Адабиётларнинг керакли бандларини ўрганиб чиқиш натижасида талаба, симметрик вибраторнинг нисбий узунлиги ўзгариши билан унинг йўналганлик диаграммасининг ўзгариш қонуниятларини ўрганиши ва ушбу йўналганлик диаграммаларини тасвирлашни билиши лозим.

Топшириқ шарти: Елкалари нисбий узунликлари а₁, а₂, а₃, бўлган учта симметрик вибратор берилган. а қийматлари вариантлари 2.1-жадвалда келтирилган.

1. Симметрик вибратор ва у билан боғлиқ бўлган сферик координаталар тизимини чизинг.

2. Токнинг симметрик вибратор бўйлаб оқиши тахминий қонунини ёзинг.

3. Токнинг вибраторлар бўйлаб тарқалиши графикларини тахминан тасвирланг.

4. Берилган вибраторлар учун майдоний координата тизимида Е ва Н текисликлари учун йўналганлик диаграммаларини тасвирланг.

5. Токнинг симметрик вибратор бўйлаб тақсимланишининг ўзгариши ушбу вибраторнинг йўналганлик диаграммасининг қандай ўзгаришига олиб келишини кузатиб боринг. Нима учун симметрик вибраторнинг нисбий узунлиги > 0,5 бўлганда унинг йўналганлик диаграммасида ён баргчалар вужудга келади?

6. Вибраторларнинг тахминий йўналганлик диаграммаларини Е текислигида солиштиринг ва вибратор ўқига перпендикуляр йўналишда қайси вибраторнинг йўналган таъсир коэффициенти (ЙТК) энг катта қийматга эга бўлишини кўрсатинг.

7. II.6-расмдаги (иловага қаранг) график бўйича вибраторларнинг ЙТК қийматларини аниқланг.

8. Нисбий елка узунлиги а₃ га тенг симметрик вибраторнинг Е текисликдаги йўналганлик диаграммасини декарт координаталар тизимида Δφ = 10⁰ қадам билан ҳисоблаб чиқаринг. Ҳисоб натижаларини 1.2-жадвал кўринишидаги жадвалга киритинг.

9. Қурилган йўналганлик диаграммасига асосланиб, унинг бош баргчаси кенлигини нурлатиш даражаси ноль (2φ₀) ва ярим қувват нурлатиш (2φ_0,5) да аниқланг.

10. Симметрик вибратор йўналганлик диаграммасининг унинг нисбий узунлигига боғлиқлик қонуниятлари ҳақида тегишли хулосалар шакллантиринг.

2.1-жадвал

Вариант	а₁	а₂	а₃	Вариант	а₁	а₂	а₃
1	0,015	0,25	0,52	14	0,080	0,38	0,78
2	0,020	0,26	0,54	15	0,062	0,39	0,80
3	0,022	0,27	0,56	16	0,065	0,40	0,82
4	0,025	0,28	0,58	17	0,070	0,41	0,84
5	0,030	0,29	0,60	18	0,072	0,42	0,86
6	0,032	0,30	0,62	19	0,075	043	0,88
7	0,030	0,31	0,64	20	0,080	0,44	0,90
8	0,040	0,32	0,66	21	0,082	0,45	0,92
9	0,042	0,33	0,68	22	0,085	0,46	0,94
10	0,045	0,34	0,70	23	0,090	0,47	0,96
11	0,050	0,35	0,72	24	0,092	0,48	0,98
12	0,052	0,36	0,74	25	0,095	0,49	1,00
13	0,055	0,37	0,76	26	0,100	0,50	1,20

Ҳисоб натижалари

φ⁰	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
*f(φ)*
*F(φ)*

Назорат саволлари

1. Симметрик вибратор деб нимага айтилади?

2. Ток симметрик вибратор бўйлаб қайси қонуният бўйича тақсимланади?

3. Герц диполи деб нимага айтилади? Қандай вибратор элементар вибратор деб аталади?

4. Антеннанинг йўналганлик тавсифи, йўналганлик диаграммасига таъриф беринг. Йўналганлик диаграммасининг бош баргчаси кенглиги қандай аниқланади?

5. Антеннанинг йўналган таъсир коэффициенти нима? Йўналтирилмаган антеннанинг йўналган таъсир коэффициенти нечага тенг?

Адабиётлар ва интернет ресурслар

1. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

2. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

3. Ерохин Г.А., Чернышев О.В. и др. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. – М.: Радио и связь, 1996

4. www.ziyoNET.uz.

5. www.edu.uz.

6. www.sut.ru

3-лаборатория иши. Боғлиқ тебратгичлар моделини компьютерда тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад. Ўзаро боғлиқ тебратгичлар майдонларини қўшиши орқали ўткир йўналтирилган нурланишни ҳосил қилиш усулини; йўналганлик тавсифларини кўпайтирув теоремаси ҳамда боғлиқ тебратгичнинг йўналганлик диаграммасини бошқариш усулини ўрганиш.

Масаланинг қўйилиши. MMANA дастури имкониятларидан кенг фойдаланган ҳолда боғлиқ тебратгични моделлаштириш ва параметрларини тахлил қилиш.

Қисқача назарий маълумот. Симметрик тебратгич ва бошқа шунга ўхшаш якка тебратгичлар кучсиз йуналганлик хусусиятига эга. Бир йўналишли нурлатиш ёки тор йўналганлик диаграммасини ҳосил қилиш талаб этилган ҳолатларда икки ёки ундан ортиқ тебратгичлардан ташкил топган антенналардан фойдаланилади. Бундай тебратгичлар бир - бирига сезиларли таъсир кўрсатганлиги сабабли боғлиқ тебратгичлар деб аталади. Боғлиқ тебратгичлар (БТ) ЭЮК киритиш усули ёрдамида амалга оширилади. Бу ғоя 1922 йилда Ражинский ва Бриллюэн томонидан бир-бирига боғлиқ бўлмаган ҳолатда тарғиб қилган. Турлича жойлаштирилган иккита тебратгичдан иборат бўлган тизимни кўриб чиқамиз.

3.1-расм. Боғлиқ тебратгичларнинг нурлатиш майдонининг ифодаланиши

Бунда 2-тебратгич таьсирида 1-тебратгичнинг сиртида электр майдон кучланганлигининг тангенсиал (уринмавий) ташкил этувчилари ҳосил бўлади, у эса ўз навбатида 1- тебратгичда ЭЮК ни ҳосил қилади. Лекин бунинг натижасида чегаравий шартлар бузилади. Чунки электр майдон кучланганлигининг тангенсал ташкил этувчилари идеал ўтказгич сиртида «0»га тенг бўлиши керак. Шу сабабли чегаравий шартлар бажарилиши учун 2-чи тебратгич ўз энергиясини 1-чи тебратгичнинг сиртида тангенсиал ташкил этувчилар ҳосил қилиш учун сарфлайди, фақат уларнинг ишораси қарама-қарши бўлиши керак. Яъни тебратгичнинг энергияси қайта тақсимланади ва тебратгичнинг нурлатиш қаршилиги ҳам ўзгаради.

Тебратгичнинг хусусий қаршиликлари қуйидагига тенг

Z_Σ₁=Z_Σ₁₁+Z_Σ_12,

Z_Σ₂=Z_Σ₂₂+Z_Σ₂₁ (3.1)

бунда, Z_Σ₁₁ ва Z_Σ₂₂ - эркин фазодаги антеннанинг хусусий нурлатиш қаршилиги; Z_Σ₁₂ ва Z_Σ₂₁-ҳосил қилинган қаршилик.

Z_Σ_12кир=R_Σ_12кир+jX_12кир (3.2)

Ифодадаги R_Σ_12кир-иккинчи тебратгич таьсирида биринчи тебратгичдан сочилган қувватни ифодалайди; X_Σ_12кирит - иккинчи тебратгич таъсирида биринчи тебратгичга боғлиқ бўлган қувват.

Умумий ҳолатда ҳосил қилинган қаршиликларни ҳисоблаш анча қийинчилик туғдиради. Киритилган қаршиликни ҳисоблашда (тебратгичнинг параллел жойлашуви енгиллик яратади) амплитуда ва фазалари бир хил бўлган, бир хил узунликдаги параллел жойлашган тебратгичдан фойдаланиш анча қулай. Бундай хусусий ҳолатдаги келтирилган қаршилик ўзаро мос деб аталади. Мос қаршиликлар фақат геометрик параметрлар: d/λ, H/λ, l/λ боғлиқ.

Агар, R₁₂манфий бўлса, у ҳолда 2- тебратгич таъсирида 1-тебратгичда сочилувчи қувват камаяди. Мос қаршиликлар учун график ва жадваллар мавжуд.

Дастур қўлланмаси

АП асосий электр ва йўналганлик характеристикаларини ҳисоблашда MMANA-GAL компютер дастуридан фойдаланилади. Ушбу дастур АП асосий электр ва йўналганлик характеристикаларини ҳисоблаш ва уларни тахлил қилиш имконини беради. Ҳисоблашлар лаҳзалар усулида амалга оширилади. Маълум ўтказгичлар тўплами (яъни, аннтенна элементлари) ҳақидаги дастлабки маълумотларни киритиш натижасида дастур ЙД шаклини қуради, КК, ТТК, ҲТК ва бошқа шу каби асосий параметрларни ҳисоблайди. Дастур антенна параметрларини реал шароитларда ҳисоблаш имкониятига эга бўлиб, унда ўтказгич материалининг турини, антеннанинг ўрнатилиш баландлиги танлаш, реал муҳит параметрлари ва ҳ.к. ларни киритиш мумкин.

MMANA дастури антенналарни моделлаштириш ва тахлил қилишда жуда кенг имкониятларни яратади. Бу дастур ёрдамида қуйидаги амалларни бажариш мумкин:

- антеннани сичқонча ёрдамида чизиш ёки жадвал ёрдамида киритиш;

- жуда кўп турдаги антенналарни моделлаштириш;

- антеннанинг йўналганлик диаграммасини хисоблаш;

- мавжуд антенналарни характеристикалари бўйича солиштириш;

- элементнинг резонанс частотасини сақлаб қолган ҳолда, унинг шаклини исталганча ўзгартириш;

- кўпқаватли антенналарни стеклар ёрдамида ҳосил қилиш;

- антеннанинг характеристикасини танланган параметри бўйича оптимизация қилиш, бунда оптимизация жараёнини кузатиш мумкин;

- оптимизация қадамларини жадвал кўринишида сақлаб қўйиш;

- антеннанинг турли характеристикаларини график кўринишида қуриш;

- бир қатор мослаштирувчи қурилмаларни хисоблаш;

- барча маълумотларни график ва жадвал кўринишида сақлаб қўйиш;

- антеннанинг кириш қарилиги Z_кир, ТТК, КК бўйича оптималлаштириш жараёнини созлаш.

Қуйидаги 1...4 - расмларда дастурнинг антенна панжарасини моделлаштириш наъмуналари кўрсатилган асосий ойналари келтирилган.

Дастурнинг биринчи ойнаси 1-расмда тасвирланган бўлиб, унда моделаштирилаётган антеннанинг асосий параметрлари: ишчи частота (ёки тўлқин узунлиги), геометрик ўлчамлари, қўзғатувчи параметрлар (манбалар), юкламалар ва уларнинг параметрлари келтирилган.

1-расм. MMANA-GAL дастурининг биринчи асосий «Геометрия» ойнаси

Дастурнинг антенна моделини намойиш (демонстрациялаш) этиш учун мўлжалланган ойна 2-расмда тасвирланган.

3-расмда дастурнинг учинчи ойнаси келтирилган бўлиб, унга муҳит параметрлари (“Земля” варақаси), антеннанинг кўтарилиш баландлиги, антенна ясалган материал тури киритилади шунингдек, ҳисоблаш натижалари олинади.

Дастурнинг тўртинчи ойнаси 4-расмда кетирилган. Унда антеннанинг майдоний координаталар тизимида (горизонтал ва вертикал текисликларда) ҳисобланган ЙД ва асосий характеристикалари келтирилади.

2,1

2-расм. MMANA-GAL дастурининг иккинчи асосий “Вид” ойнаси

3-расм. MMANA-GAL дастурининг учинчи асосий “Вычисления” ойнаси

Модел параметрларини кириш ва уларни кўринишларини ўзгартиришнинг бир нечта йўллари мавжуд: 1-расмда кўрсатилган антеннанини ташкил этувчи ўтказгичларни координата жадвалларини тўлдириш орқали; «Правка провода» ойнасида сичқонча ёрдамида ўтказгичларни чизиш орқали; «Правка провода» ойнасида жойлашган махсус ойнада ўтказгичларнинг координаталарини кириш орқали.

«Правка провода» ойнаси тўрта ойнадан (вкдалка) ташкил топган бўлиб, уларнинг ҳар бири чизиқли координаталар тизимининг белгиланган текислигига мос келади. Шу тариқа, антеннанинг узунлигини ўзгартириш орқали юқорида келтирилган ихтиёрий текисликда уни моделлаштириш мумкин.

4-расм. MMANA-GAL дастурининг тўртинчи асосий “ДН” ойнаси

5-расм. «Правка провода» ойнаси, «Объемный вид» варақаси

Юқоридаги 5-расмда моделни уч ўлчовли фазода тасвирлаш учун «Правка провода» ойнаси кўрсатилган.

6-расмда моделнинг XOY текислигида тасвирлаш учун «Правка провода» ойнаси кўрсатилган.

6-расм. «Правка провода» ойнаси, «Плоскость XOY» варақаси

7-расмда моделни XOZ текислигида тасаввур этиш учун «Правка провода» ойнаси келтирилган.

8-расмда моделни YOZ текислигида тасаввур этиш учун «Правка провода» ойнаси келтирилган.

Шунингдек, айнан шу ойналарда «Создать провод» ёки «Создать рамку» тугмаларини фаоллаштирган ҳолатда сичқонча ёрдамида антенна моделини чизиш имконияти мавжуд.

MMANA-GAL дастурида асосийларидан ташқари қўшимча ойналарга эга бўлиб, уларда тадқиқ этилаётган антеннанинг дастлабки берилган параметрлари билан боғлиқ бўлган, ҳамда моделлаштириш натижасидаги электр ва йўналганлик хусусиятлари ҳақидаги маълумотларни кўриш мумкин.

Масалан, дастур моделлаштирилган антеннанинг ТТК, ҲТК, кириш қаршилиги каби параметрларни кўрсатади.

Антеннанинг актив ва реактив қаршиликларини частотага боғлиқлик графиги 9-расмда тасвирланган. Частота диапазонининг қийматлари шу ойнадаги «Полоса» шаклида кўрсатилади. Шу билан бирга ҳисоблаш учун керакли бўлган қўшимча параметрларни ҳам киритиш мумкин.

10-расмда ТТК нинг частотаги боғлиқлик ойнаси келтирилган.

11-расмда антеннанинг кучайтириш коэффициентига (дБ) ҳамда ҳимоя таъсир коэффициентига боғликлик ойнаси келтирилган.

12-расмда вертикал ва горизонтал текисликларда қурилган ЙД тасвирланган ойна келтирилган.

Сўнги «Установки» ойнасида ҳисоблашдаги ўртача частота қиймати («Центральная частота»), ТТК ўзгариш оралиғи («Предел КСВ»), ҳисоблашнинг қўшимча нуқталари («Дополнительные точки»), мослаштирувчи қурилмалар («Установки согласования»), мослаштирувчи частота қиймати («Частота согласования»).

Хулоса сифатида шу таъкидлаб ўтиш лозимки, MMANA дастурининг такомиллашган интерфейс ва қўшимча имкониятларга эга бўлган янги талқинлари даврий равишда ишлаб чиқилмоқда. Аммо унинг асосий ишлаш принциплари ўзгармасдан қолмоқда.

9-расм. Актив ва реактив қаршиликларнинг частотага боғлиқлик ойнаси

10-расм. ТТК частотага боғлиқлик ойнаси

11-расм. Антеннанинг кучайтириш коэффициенти ва ҳимоя таъсир коэффициентларининг частотага боғлиқлик ойнаси.

Кўрсатиш панелида юкланган тасвир кўрсатиб турилади. Агар

юкланадиган тасвир ўлчами панелга сиғмаса у чапдан ёки тепадан кесилади. Бошқариш панелида юкланган тасвирни қайта ишловчи жараённи бошқарувчи барча зарурий элементлар жойлаштирилади.

Бундан ташқари бошқарув панелида қайта ишланган тасвир пареметрларини ҳам кўриш мумкин.

Назорат саволлари

1. Боғлиқ тебраткич деб қандай қурилмага айтилади?

2. Боғлиқ тебраткичларнинг майдони қандай аниқланади?

3. Боғлиқ тебраткичлар ЙД қандай ҳолатларда ён баргчаларга эга бўлади?

4. Боғлиқ тебраткич тизим кўпайтирувчиси ҳақида маълумот беринг?

5. Боғлиқ тебраткичлардан ташкил топган тизимнинг хусусиятлари нималардан иборат?

6. Рефлектор ва директорларнинг бажарадиган вазифаларини тушунтиринг.

7. Актив тебраткич деб қандай тебраткичга айтилади?

8. Пасив тебраткич деб қандай тебраткичга айтилади?

Фойдаланилган адабиётлар

1. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

2. Ерохин Г.А., Чернышев О.В. и др. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. – М.: Радио и связь, 1996

3. Гончаренко И.В. Антенны КВ и УКВ. Компьютерное моделирование. MMANA. M.: ИП Радиософт, журнал «Радио», 2004.

4. Арипова У.Х. “Радиотўлқинларнинг тарқалиши ва антенна-фидер қурилмалари”, 2-қисм. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТАТУ, 2010.

5. www.sut.ru

1-лаборатория иши. Логопериодик антеннани тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Логопериодик антенналарнинг йўналганлик хусусиятларини ва кириш қаршилигини тадқиқ қилиш.

Қисқача назарий маълумот

Логопериодик антенналарнинг конструкцияси асосида электродинамик ўхшашлик принципи ётади. Бу принципга мос равишда ишчи тўлқин узунлиги марта ошиши билан агарда антеннанинг геометрик ўлчамлари ҳам марта ўзгарса у ҳолда антеннанинг электрик характеристикалари ўзгармайди. Логопериодик антенна (ЛПА) қуйидаги конструкциядан ташкил топади (4.1-расм).

4.1-расм. Қисқа тўқин диапазони ясси логопериодик

антеннасининг схемаси

Икки ўтказгичли линияга антенна учидан узоқлашиши билан уларнинг узунлиги ва улар орасидаги масофа ошиб борадиган симметрик вибраторларга, яъни бир хил ( ўхшаш вибраторлар) уланган. Ўлчовсиз даврий структура деб номланувчи ўхшашлик коэффициенти қуйидагига тенг

, (4.1)

Бу ерда - вибраторнинг елка узунлиги

- антенна учида i –чи вибраторгача бўлган масофа.

Антеннанинг кириш нуқталари бўлиб, биринчи энг кичик вибратор қисқичлари ҳисобланади. Мана шу қисқичларга фидер уланади. Қолган вибраторлар тақсимловчи узун линия ёрдамида энергия олади. Вибратор учларини уловчи линиялар антенна елкаси бурчаги α ни ҳосил қилади. Логопериодик вибраторли антеннанинг ишлаш принципини кўриб чиқайлик. Кичик вибраторлардан катта вибраторларга қараб тақсимловчи линияда тарқалувчи электромагнит тўлқинлар вибраторларни турлича қўзғайди. Ярим тўлқин узунлигидан жудаям кичик бўлган вибраторлар () жуда заиф қўзғалади, шу сабабли уларнинг кириш қаршиликлари кичик актив ташкил этувчилар ва нисбатан катта тескари реактив ташкил этувчилар билан характерланишига қарамасда улар тўлқин тарқатмайди. Тақсимловчи линиянинг кичик вибраторлар қисмида электромагнит тўлқинларнинг сўниши деярли мавжуд эмас. Ярим тўлқин узунлигига деярли тенг узунликдаги вибраторлар() кириш қаршиликлари унча катта бўлмаган актив ташкил этувчи () ва жуда кичик реактив ташкил этувчилар билан характерланганлиги сабабли интенсив тарзда қўзғалади.

Ярим тўлқин узунлигидан жуда катта узунликдаги вираторлар () кириш қаршилиги реактив ташкил этувчиси катталиги сабабли нисбатан заифроқ қўзғалади.

Вибраторларнинг резонансдан узоқлашиши билан вибраторлардаги токлар кескин камайиши ҳисобига нурланган майдон антеннанинг актив қисмини ташкил қилувчи резонанс ва унга яқин жойлашган вибраторлардан аниқланади.

Тўлқин узунлиги ошиши билан антеннанинг актив қисми нисбатан узунроқ вибраторлар томонга силжийди, тўлқин узунлиги камайиши билан эса нисбатан қисқароқ бўлган вибраторлар томонга силжийди.

Шундай қилиб, маълум частоталарда узунлиги ярим тўлқин узунлигига деярли тенг бўлган уч-олтита вибраторлар интенсив равишда тўлқин тарқатади. Антеннанинг йўналганлик диаграммаси , асосан, актив қисмдаги вибраторлар токларининг амплитуда-фаза тақсимоти бўйича аниқланади. У директорли антенна вибраторларидаги токларнинг амплитуда-фаза тақсимотига ўхшаш бўлади. Шунинг учун логопериодик антенналарнинг йўналганлик диаграммалари директорли антенналарнинг йўналганлик диаграммасига ўхшаш бўлади. Демак, резонансдан узоқ масофада жойлашган вибраторлар (нисбатан узунроқ) рефлектор режимида ишлайди, таъминот нуқталарига яқинроқ масофада жойлашган вибраторлар эса директор режимида ишлайди. Шуни айтиш керакки, вибраторларнинг токлар фазаси нурланиш йўналишида қолиши керак. Нурланишнинг майдон кучланганлиги антенна ўқидан кичик вибраторлар томонда максималдир. Резонансга нисбатан таъминот нуқталарига яқин жойлашган вибраторларнинг кириш қаршиликлари сиғим характерга эга бўлиб, уларга резонанс вибратордан қўйилган токлар фаза бўйича охиргисига нисбатан орқада қолади. Резонансга нисбатан қисқароқ вибратор таъминот манбаига яқинроқ жойлашади, лекин резонанс вибраторга қараганда вақтлироқ қўзғалади, бу эса ток фазаси орқада қолишини компенсациялайди. Нурланиш йўналишида токлар фазаси орқада қолишини қўлга киритиш учун манбаа бўйича силжитилади (тақсимловчи фидернинг ҳар хил ўтказгичларига уланганлиги сабабли қўшни вибраторларнинг токлар фазаси 180⁰ га силжийди).

Антеннанинг кириш қаршилиги актив қисмга кирувчи вибраторларнинг хусусий ва киритиган қаршиликлари ҳамда тақсимланган линиянинг тўлқин қаршиликлари орқали аниқланади. Антеннанинг констуктив тузилишига боғлиқ равишда 60 дан 140 Ом оралиқда бўлиши мумкин.

Логарифмик шкаладан фойдаланганда резонанс частоталар бир хил lnτ га тенг бўлган интервалда такрорланишидан антеннанинг номи аниқланган.

Резонанс частоталар оралиғида жойлашган частоталарда антеннанинг электр характеристикалари резонанс частоталарга мос келадиган характеристикалардан фарқ қилади.

Электродинамик принципига мос равишда актив зонадаги вибраторлар токларининг амплитуда-фаза тақсимоти жойлашиш ўрнига боғлиқ бўлмаган ҳолда бир хил бўлади. Бу шуни англатадики, барча резонанс частоталарда логопериодик антеннанинг йўналганлик диаграммаси ва кириш қаршилиги бир хил бўлади. α ўзгармас бўлганда τ нинг ошиб бориши (маълум оралиқда) йўналганлик диаграммасини торайтиради, яъни актив қисмга кирувчи вибраторлар сони ошади. Бу шундай тушунтириладики, τ қанча катта бўлса қўшни вибраторлар бир биридан узунлик бўйича шунча кам фарқ қилади, бундан вибраторлар токлари ҳам уларнинг резонансдан узоқлашиши ҳисобига нисбатан сустроқ сўнади. Лекин τ нинг катта қийматларида йўналганлик хусусияти ёмонлашади, яъни бунда актив қисм кенглиги камаяди.

α бурчаги қийматининг маълум бир қийматларгача камайиши (ўзгармас τ да) йўналганлик диаграммасининг торайишига олиб келади, бунда қўшни вибраторлар орасидаги масофа ошади, яъни актив қисм кенгаяди. ва чегаравий қийматлари. Ясси ЛПА нинг йўналганлик диаграммаси Е текисликда Н текисликдагига нисбатан торроқдир. Н текислигида йўналганлик диаграммасини торайтириш учун фазовий логопериодик антенналар қурилади.

Шундай қилиб, вибраторли логопериодик антенна чизиқли қутбланган антенна ҳисобланиб, четки вибраторлар ўлчамларидан аниқланадиган кенг частота полосасида электр параметрлари деярли ўзгармасдир.

УҚТ диапазони логопериодик антеннаси икки ўтказгичли линияга уланган чизиқли вибраторлардан ташкил топади (2.2-расм). Қўзғатиш икки ўтказгичли линия ўтказгичларидан бирининг ичига жойлаштирилган труба кўринишида тайёрланган коаксиал кабел ёрдамида амалга оширилади. Коаксиалдан иккиўтказгичли линияга ўхшаш ўтишда симметрияловчи қурилма талаб қилинмайди. Вибратор узунликлари l_n/l_n+1 = τ шартни қаноатлантиради. Ишлаш принципи ҚТ диапазон антенналари билан бир хилдир.

4.2-расм. УҚТ диапазони логопериодик антеннаси

Назорат саволлари

1. Логопериодик антеннанинг коннструкцияси асосида қайси принцип ётади?

2. ЛПА нинг ишлаш принципини тушунтиринг.

3. ЛПА нинг актив зонаси деб нимага айтилади?

4. ЛПА нинг йўналганлик хусусиятлари нима орқали аниқланади?

5. ЛПА нинг кириш қаршилиги нима орқали аниқланади?

6. ЛПА нинг ишчи диапазони нима орқали чегараланади?

7. Нима учун антенна логопериодик деб номланади?

8. Логопериодик антенналар қандай алоқа тизимларида қўлланилади?

9. Нима учун ясси ЛПА нинг Н текислигидаги йўналганлик диаграммаси Е текислигидагига нисбатан кенгроқ бўлади?

10. Ясси ва фазовий ЛПА ларнинг йўналганлик характеристикалари ўзаро нима билан фарқланади?

Фойдаланилган адабиётлар

1. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

3. Арипова У.Х. “Радиотўлқинларнинг тарқалиши ва антенна-фидер қурилмалари”, 2-қисм. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТАТУ, 2010.

2 – лаборатория иши. Синфаз ясси антенна панжарани тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Лаборатория ишини бажариш натижасида талабалар

- синфаз ясси антенна панжарани конструкциясини, ишлаш принципини, унинг конструктив элементлари вазифасини, антеннанинг йўналганлик характеристикаси хусусиятларинини, йўналганлик характеристикасининг частота ва конструктив параметрларга боғлиқлигини билишлари;

-лаборатория шароитида антенна макетининг йўналганлик диаграммаларини, фидердаги югурма тўлқин коэффициенти қийматларини аниқлай олишлари керак.

Масаланинг қўйилиши: синфаз ясси антенна панжара макетининг таркибий схемаси билан танишиб чиқиш, берилган ишчи частоталарни антеннанинг йўналганлик хусусиятига кўрсатадиган таъсирини тадқиқ этиш, антеннанинг меъёрлашган йўналганлик диаграммасини чизиш ва ишлаш принципини тушунтириш.

Қисқача назарий маълумот

Мобиль алоқа тизимида қўлланилувчи антенналарнинг аксариятини панелли антенналар ташкил этади. Улар ўзида бир турдаги нурлатгичлардан ташкил топган чизиқли ёки ясси антенна панжарасини мужассамлаштиради. Одатда, антенна панжарасининг элементи сифатида симметрик тебратгичлардан (цилиндрик, ясси, елпиғичсимон) фойдаланилади.

Панелли антенналар секторли йўналганлик диаграммасини (ЙД) ҳосил қилиб, унда бош баргчанинг горизонтал текисликдаги кенглиги вертикал текисликдагига нисбатан кенгроқ бўлади

(8.1-расм).

888 999

а) б)

8.1-расм. Панелли антеннанинг йўналганлик диаграммаси:

а - горизонтал текисликда, б - вертикал текисликда

Горизонтал текисликдаги нурланишнинг сектор бурчагини қиймати панелли антенна ичига жойлаштирилган чизиқли панжараларнинг сонига боғлиқ бўлиб, одатда, битта ёки иккита панжарадан иборат бўлади. Панелли антеннанинг вертикал текисликдаги ЙД бош баргчасининг кенглиги чизиқли панжарадаги элементлар сонига боғлиқ. Иккита чизиқли антенна панжарасидан ташкил топган панелли антенна 6.2-расмда келтирилган.

Чизиқли антенна панжарасида майдон ҳосил бўлиш хусусиятини кўриб чиқамиз.

000

8.2-расм. Антенна панжараси

Нурланишда юқори йўналганликни ва белгиланган текисликда ЙД бош баргчасининг секторли шаклини ҳосил қилиш учун, фазода белгиланган тартибда жойлаштирилган, талаб этилган амплитуда ва фаза муносабатига эга бўлган токлар билан қўзғатиладиган тебратгичлар, тирқишли охири очиқ тўлқин ўтказгичлар каби суст йўналтирилган антенналардан ташкил топган тизимдан фойдаланиш мумкин. Бунда, панелли антеннанинг умумий йўналганлик хусусияти тизимнинг габарит ўлчови (айниқса нурлатгичлар сони кўп бўлганда) билан боғлиқ бўлиб, алоҳида нурлатгичларнинг йўналганлик хусусиятлари энг кам аҳамиятли ҳисобланади.

Бундай тизимлар сарасига антенна панжаралари (АП) киради. Одатда, АП деб, фазода бир хил йўналтирилган ва маълум қонуният асосида жойлаштирилган нурлатувчи элементлар тизимига айтилади. Элементларнинг жойлашувига кўра АП нинг чизиқли, ясси, гардишли, цилиндрсимон ва бошқа турлари мавжуд. Улардан энг кўп тарқалгани чизиқли ва ясси АП ҳисобланади.

Энг содда АП чизиқли бўлиб, унда нурлатувчи элементлар панжара ўқи бўйлаб жойлаштирилади. Чизиқли АП икки турга бўлинади: эквидистант (8.3.а-расм) ва ноэквидистант (8.3.б-расм). Эквидистант АП да қўшни нурлатувчи элементлар бир хил d масофа узоқликда, ноэквидистант АП да, турлича d масофа узоқликда жойлашади. Одатда, чизиқли АП бошқа турдагиларни таҳлил қилишда ўз хусусиятига кўра асосий ҳисобланади.

Бир хил турдаги ва фазода бир нуқтага йўналтирилган нурлатгичлардан ташкил топган АП дан ўткир нурланиш ҳосил қилишда фойдаланилади. Бу шарт бажарилиши учун АП даги барча нурлатгичларнинг майдонлари белгиланган йўналишда синфаз тарзда устма-уст тушиши, бошқа барча йўналишларда носинфаз бўлиши керак.

000

d₁= d₂= d₃

а)

001

d₁≠ d₂≠ d₃

б)

8.3-расм. Чизиқли АП: а-эквидистант; б-ноэквидистант

Бир хил турдаги, эквидистант ва фазонинг бир нуқтасига йўналтирилган нурлатгичлардан ташкил топган АП нинг йўналганлик характеристикаси (ЙХ) битта нурлатгич ЙХ нинг тизим кўпайтувчисига (АП кўпайтувчиси) кўпайтмаси орқали аниқланади. ЙХ ҳосил қилишнинг бу усули қайта кўпайтириш теоремаси деб аталади ва қуйидаги кўринишда ифодаланади

f(θ,φ)=f₀(θ,φ)·f_c(θ,φ). (8.1)

Бунда, f₀(θ,φ)– элементнинг комплекс ЙХ; f_c(θ,φ)- тизим кўпайтувчиси бўлиб, у нурлатувчи элемент турига боғлиқ эмас ва майдоннинг ихтиёрий компонентаси учун бир хил.

Шунингдек, АП синфаз (элементларни қўзғатувчи токлар орасидаги фаза силжиши Δψ=0 га тенг) ва фазаланган (элементларни қўзғатувчи токлар орасидаги фаза силжиши Δψ≠0 га тенг эмас) бўлиши мумкин.

Чизиқли АП ларда учта асосий нурлатиш режими фарқланади: кўндаланг, қия ва бўйлама. №1 лаборатория ишида кўндаланг нурлатиш режими (1.4.а-расм), №2 лаборатория ишида қия нурлатиш режими (6.4.б-расм) тадқиқ этилади.

111

222

а)

8.4-расм. Чизиқли АП: а - кўндаланг нурлатувчи, б - қия нурлатувчи

Кўндаланг нурлатувчи чизиқли АП нурлатувчи элементлари бир хил амплитудали токлар билан қўзғатилади. Унинг кўпайтувчиси тебратгичлар сони n га, тебратгичлар орасидаги нисбий масофа d/l га ва қўшни тебратгичларнинг ток фазалари фарқи Dψ га боғлиқ.

Кўндаланг нурлатувчи чизиқли АП нинг максимал нурлатиш йўналиши (Δψ=0 га тенг бўлганда) унинг ўқига нисбатан перпендикуляр эканлигини билиш жуда муҳим. Сабаби, айнан шу йўналишда узоқ зонада барча элементларнинг майдонлари синфаз тарзда устма-уст тушади. Тебратгичлар орасидаги масофа керагидан ортиқ узоқликда жойлашганда эса, майдонлар бошқа йўналишларда ҳам синфаз қўшилиши мумкин. У ҳолда ЙД бир нечта бош баргчага эга бўлади.

Синфаз АП нинг элементлари орасидаги масофа d<λ бўлганда, ЙД битта бош баргчага, d>λ/2 бўлганда бош баргча нормалдан оғган ҳолатда иккинчи (ёки бир нечта) қўшимча бош баргчага эга бўлади. Қўшни тебратгичларнинг ток фазаларини фаза ўзгартиргичлар ёрдмида Δψ га силжитиш ҳисобига АП нинг максимал нурлатиш йўналишини бошқариш мумкин. Агар нурлатгичлар орасидаги масофа d ярим тўлқин узунлигидан кичик бўлса, АП нинг ЙД фаза силжиши Δψ нинг ихтиёрий қийматларида ҳам фақат битта бош баргчага эга бўлади.

АП да бир тарафлама нурлатишни ҳосил қилиш учун унинг орқа қисмига яхлит металл пластина ёки металл тўр кўринишидаги рефлектор жойлаштирилади. Одатда, рефлекторнинг ўлчамлари панжарадан катта қилиб танланади ва панжарага нисбатан чорак тўлқин узунлиги оралиғида ўрнатилади. Рефлекторнинг ишлаш самарадорлиги асосий йўналишдаги нурланиш қарама-қарши тарафдаги нурланишга нисбатан неча мартага (ёки неча дБ га) кўплигини кўрсатувчи параметр – ҳимоя коэффициенти ёрдамида аниқланади.

Юқорида айтиб ўтилганидек, битта чизиқли АП дан ташкил топган панелли антеннанинг йўналганлик хусусиятларини ошириш учун қатордаги элементлар соннини кўпайтириш лозим. Натижада ЙД бош баргчаси вертикал текисликда тораяди.

ЙД бош баргчасини горизонтал текисликда торайтириш учун (нурлатиш секторини ўзгартириб) эса, чизиқли АП сонини кўпайтириш керак. Шу тарзда, чизиқли таркибдан яссига ўтилади (8.5-расм).

8.5-расм. Ясси антенна панжараси: а- YOX текисликда (Е векторнинг текислиги), б – YOZ текисликда (Н векторнинг текислиги)

Ясси панжара деб, N₂ та нурлатгичлар қаторидан ва ҳар бир қаторда N₁ та нурлатгичлардан ташкил топган тизимга айтилади. АП умумий тебратгичлар сони: N= N₁· N₂ кўринишда аниқланади.

Ясси панжаранинг ЙХ ҳисоблашда дастлаб чизиқли панжаранинг (битта қаторни) ЙХ ҳисобланади, сўнгра чизиқли панжаранинг фаза марказида жойлашган нурлатгичларнинг ҳар бир қаторини нуқтали эквивалент нурлатгич билан алмаштирилади. Шунингдек, ясси панжарани ҳисоблаш вертикал жойлашган чизиқли панжарани ҳисоблашга олиб келади. Ундаги эквивалент элементлар қуйидагича амплитуда диаграммасига эга бўлади

$Af_1(\Theta,\varphi)\frac{\sin\frac{N_1\psi_1}{2}}{\sin\frac{\psi_1}{2}}$ (8.2)

Тебратгичдаги ток амплитудалари тенг ва панжара элементларининг ЙД f₁(θ,φ) бир хил эканлигини ҳисобга олган ҳолда, ушбу нурлатгичлар майдонларининг узоқ зонадаги қўшилиши натижасида қуйидагига эга бўламиз

$E_m(\Theta,\varphi) = Af_1(\Theta,\varphi)\frac{\sin\frac{N_1\psi_1}{2}}{\sin\frac{\psi_1}{2}}\frac{\sin\frac{N_2\psi_2}{2}}{\sin\frac{\psi_2}{2}}$ , (8.3)

бунда, $~\psi_1 = kd_1\sin\Theta$ ва $~\psi_2 = kd_2\sin\varphi$ умумлашган координаталар; θ ,φ – мос текисликлардаги нормал ва антеннага йўналтирилган нур орасидаги бурчак, k – тўлқин сони.

Мобил лоқа тизимларини қуришда ва уларга техник хизмат кўрсатишда ундаги барча компоненталарнинг электр параметрларини ўлчаш зарурати юзага келади. Бу каби асосий компоненталардан бири антенна - фидер тракти бўлиб, турғун тўлқин коэффициенти (ТТК) унинг муҳим тавсифи ҳисобланади.

ТТК антенна ва фидернинг мослашиш даражасини (шунингдек, узатгич чиқишини фидер билан мослашганлигини) белгилаб, қуйидагича аниқланади

(8.4)

бу ерда, Р_тушув ва Р_аск - тушган ва аксланган тўлқин қувватининг қиймати.

ТТК узатиш линиясининг мослашганлик кўрсатгичи бўлиб, антеннанинг кириш қаршилиги Z_кирфидернинг тўлқин қаршилиги W_фдан қанчага фарқ қилишини кўрсатади.

Агар Z_кир = W_фбўлса, ток амплитудаси линия бўйлаб доимий қийматга эга бўлади. Агар Z_кир ≠ W_фбўлса,қайтган тўлқин тушувчи тўлқин билан қўшилади ва интерференция юзага келади. Натижада фидерда токнинг нотекис амплитуда тақсимоти ҳосил бўлади. Фидер охири тўлиқ беркитилган бўлса (қисқа туташув), тушувчи тўлқиннинг тўлиқ аксланиши кузатилади ва ток тақсимотидаги минимумлар нолга тенг бўлади. Яъни, фидер актив қувватни узатмайди.

Мобил алоқа тизимларидаги антенна-фидер трактининг ТТК қиймати 1,2 дан ошмаслиги керак.

Назорат саволлари

1. Қандай қилиб антенна панжаралари ёрдамида ўткир йўналтирилган нурланиш ҳосил қилинади?

2. Қандай антенна панжараси чизиқли деб аталади?

3. Қандай антенна панжараси эквидистант деб аталади?

4. Қандай антенна панжараси тенг амплитудали деб аталади?

5. Қандай антенна панжараси синфаз деб аталади?

6. Йўналганлик характеристикасининг қайта кўпайтириш теоремасини моҳиятини тушунтиринг?

7. Чизиқли ва ясси антенна панжараларининг йўналганлик хусусиятлари қайси параметрларга боғлиқ?

8. Панелли антеннанинг конструктив хусусиятлари нимада?

9. Панелли антенналарнинг асосий хусусиятлари нимада?

10. Панелли антенналарнинг йўналганлик диаграммаси бошқариш қандай усулда амалга оширилади?

Фойдаланилган адабиётлар

1. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

3. Арипова У.Х., Шахобиддинов А.Ш. “Мобил алоқа панелли антенналарини йўналганлик хусусиятларини тадқиқ этиш”, Ўқув мажмуа. Тошкент, ТАТУ, 2015.

3 – лаборатория ишлари. Носинфаз антенна панжара тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Лаборатория ишини бажариш натижасида талабалар компьютерда чизиқли антенна панжара модели конструкциясини яратишлари, уни ишлаш принципини, унинг конструктив элементлари вазифасини, антеннанинг йўналганлик характеристикаси хусусиятларинини, йўналганлик характеристикасининг частота ва конструктив параметрларга боғлиқлигини билишлари керак.

Масаланинг қўйилиши: MMANA дастури имкониятларидан кенг фойдаланган ҳолда чизиқли антенна панжарани моделлаштириш ва параметрларини тахлил қилиш.

Қисқача назарий маълумот бўйича 8-лаборатория ишига қаранг.

Масаланинг берилиш шарти: Чизиқли эквидистант амплитудаси тенг тақсимланган АП ўқлари панжара ўқи билан мос тушувчи n та яримтўлқинли тебратгичлардан ташкил топган. Нурлатгичлар орасидаги нисбий масофа d/λ га тенг (ҳисобланаётган панжара параметрлари ҳақидаги дастлабки маълумотлар 2.2-жадвал асосида ўқитувчи томонидан берилади).

Талаб этилади:

1. Берилган АП чизинг. Расмда панжара қадами d, кузатув нуқтаси ва панжара ўқининг нормали орасидаги бурчакни кўрсатинг.

2. Битта тебратгич учун йўналганлик характеристикаси ифодасини Е вектор текслигида ёзинг (бунда, бурчак θ панжара ўқининг нормалидан бошлаб ҳисобланади).

3. АП кўпайтувчиси учун ифодани ёзинг.

4. АП йўналганлик характеристикаси учун ифодани ёзинг.

5. Синфаз АП бўлган ҳолат учун қуйидагиларни ҳисобланг (олинган натижаларни 2.3-жадвалга киритинг):

- максимал нурланиш йўналиши θ_бош;

- нурлатиш мавжуд бўлмаган йўналишлар θ₀₁, θ₀₂;

- ЙД бош баргчасининг тўлиқ қувват 2θ₀ ва ярим қувват 2θ_0,5бўйича кенглигини аниқланг;

- θ_max1, θ_max2 йўналишни ва ЙД дастлабки иккита ён баргчаларнинг нисбий сатҳлари ξ₁, ξ₂ аниқланг;

- АП асосий нурлатиш йўналишидаги йўналтирилган таъсир коэффициент D ни қуйидаги тахминий тенглама ёрдамида аниқланг D ≈ 2L/λ, бунда L = (n – 1)d - панжара узунлиги.

6. АП қўшни тебатгичларининг ток фазалари орасига силжиш киритилгандаги бош баргчаси йўналишини θ_бош аниқланг.

7. Ҳисоблаш натижаларини тахлил қилинг ва улар асосида хулоса ёзинг.

2.2-жадвал.

Вариант

Панжарадаги элементлар сони, n

Элементлар орасидаги нисбий масофа, d/λ

Қўшни элементларнинг ток фазалари орасидаги фаза силжиши ψ, градусларда

……

2.3-жадвал.

Ҳисобланган параметрлар

Ўлчов бирлиги

Ҳисоблаш натижалари

θ_гл

θ_max1

θ_min1

θ_max2

θ_min2

2θ₀

2θ_0,5

ξ₁ ,ξ₂

градусларда

дБ

–

НАЗОРАТ САВОЛЛАРИ

1. Қандай қилиб антенна панжаралари ёрдамида ўткир йўналтирилган нурланиш ҳосил қилинади?

2. Қандай антенна панжараси чизиқли деб аталади?

3. Йўналганлик характеристикасининг қайта кўпайтириш теоремасини моҳиятини тушунтиринг?

4. Чизиқли антенна панжараларининг йўналганлик хусусиятлари қайси параметрларга боғлиқ?

5. Панелли антеннанинг конструктив хусусиятлари нимада?

6. Панелли антенналарнинг асосий хусусиятлари нимада?

7. Панелли антенналарнинг йўналганлик диаграммаси бошқариш қандай усулда амалга оширилади?

8. Панелли антенналарнинг йўналганлик хусусиятларини вертикал ва горизонтал текисликларда қандай ўзгартириш мумкин?

9. Панелли антеннадаги нурлатувчи элементларнинг алоҳида хусусиятлари нимада?

10. Панелли антеннадаги нурлатувчи элементларнинг сони нимага ва қандай таъсир кўрсатади?

4-лаборатория иши. Рупорли антеннани тадқиқ этиш.

Ишдан мақсад: Рупорли антенна ва металлопластик линзаларнинг ишлаш принципи билан танишиш. Е ва Н текисликларида рупорнинг ўлчам ва шаклларининг йўналганлик диаграммасига таъсирини ўрганиш. Рупорга қўйилган металопластик линзанинг унинг йўналганлик диаграммасига таъсирини ўрганиш. Экспериментал йўналганлик диаграммаларини таҳлил қилиш.

Масаланинг қўйилиши: антенна макетининг таркибий схемаси билан танишиб чиқиш, берилган частота диапазонида секториал рупорларни тадқиқ этиш, антеннанинг меъёрлашган йўналганлик диаграммасини чизиш ва ишлаш принципини тушунтириш.

Қисқача назарий маълумот

Охири очиқ тўлқин ўтказгич ЎЮЧ диапазонининг оддий антеннаси ҳисобланади. Тўлқин ўтказгичда тарқалаётган электромагнит тўлқинлар учи очиқ тўлқинўтказгичдан қисман қайтади ва қисман нурланади. Бунда тўлқин ўтказгичдан очиқ фазога ўтиш жойида юқори тартибли тўлқинлар ва тўлқинўтказгич ташқи деворларида юза токлари ҳосил бўлади.

Охири очиқ тўлқинўтказгич кўринишидаги антенна суст йўналтирилган антенна ҳисобланади. Ҳақиқатдан ҳам, ўткир йўналганлик диаграммасини, яъни катта қийматли йўналганлик коэффициентини қўлга киритиш учун тўлқин тарқатувчи юзанинг ўлчамлари тўлқин узунлиги λ га нисбатан анча катта бўлиши керак. Бу вақтда тўлқинўтказгичнинг ўлчамлари муайян белгиланган қийматлардан ошмайди. Агарда бу қийматлардан ошса, у ҳолда юқори тартибли тўлқинлар ҳосил бўлади. Н₁₀тўлқинли тўғрибурчакли тўлқинўтказгич (3.1-расм) учун кўндаланг кесим ўлчамлари λ/2<а<λ, b<λ/2 оралиқларда олинади.

3.1-расм. Тўғрибурчакли тўлқин ўтказгич

Тўлқинўтказгичли нурлатгичнинг яна бир камчилиги, унинг очиқ фазо билан ёмон мослашганлигидир. Шундай қилиб, кичик йўналганлик коэффициенти эгалиги ҳамда электромагнит тўлқинларнинг тўлқинўтказгич охиридан жадал аксланиши ҳисобига, учи очиқ тўлқинўтказгичлар самарасиз антенна ҳисобланади.

Ўткирроқ йўналганлик диаграммасини хосил қилиш учун тўлқинўтказгични рупорга ўзгартириш йўли билан тўлқинўтказгичнинг кўндаланг кесими ўлчамлари бир текис оширилади. Бунда тўлқинўтказгичдаги майдон структураси деярли сақланади. Тўлқинўтказгичнинг рупорга айланиш жойида юқори тартибли тўлқинлар ҳосил бўлади. Агар рупорнинг ёйилиш бурчаги унча катта бўлмаса, у ҳолда, асосий тўлқиндан ташқари барча турдаги тўлқинлар рупорнинг атрофида тез сўнади.

Юқори тартибли тўлқинларни ҳисобга олмайдиган бўлсак, асосий турдаги тўлқиннинг рупордаги майдон структураси тўлқинўтказгичдаги асосий тўлқин майдон структурасига ўхшашдир. Шундай қилиб, тўлқинўтказгич кўндаланг кесимининг текис оширилиши, унинг эркин фазо билан мослашувини яхшилайди.

Агар тўғрибурчакли тўлқинўтказгичнинг кенгайиши фақат битта текисликда амалга оширилса, у ҳолда рупор секториал (секторли) деб номланади. Тўлқинўтказгичнинг Н векторига параллел бўлган a девори ўлчамини ошириш йўли билан ҳосил қилинган рупор секториал Н-текисликли рупор деб аталади (3.2.а-расм).

Тўлқинўтказгичнинг Е векторига параллел бўлган b девор ўлчамини ошириш йўли билан ҳосил қилинган рупор секториал E-текисликли рупор деб аталади (3.2.б-расм)

Рупор тўлқинўтказгичнинг а ва b ўлчамларини бир вақтнинг ўзида ошириш йўли билан ҳосил қилинса, у холда пирамидал рупор деб номланади (3.2.в-расм), доиравий тўлқинўтказгич кўндаланг кесимини ошириш йўли билан ҳосил қилинса – конуссимон рупор деб номланади(3.2.г-расм).

Ёйилиш ўлчамларидан ташқари рупорлар L узунлик ва ёйилиш бурчаги φ₀орқали характерланади.(3.4-расм). О нуқтаси рупорнинг учи деб номланади.

3.2-расм. Рупорли антеннанинг турлари

Пирамидасимон рупордаги майдон структураси 3.3-расмда келтирилган. Рупорнинг ён деворлари бир бирига параллел бўлмаганлиги сабабли, рупор деворларида чегаравий шартларни таъминлаш учун тўлқин ўтказгичдан рупорга келаётган электромагнит майдон векторлари бир неча бор ўз йўналишларини ўзгартиради.

3.3-расм. Секториал Е-текисликли рупор антеннадаги майдон структураси (узлуксиз тўғри чизиқлар билан электр майдон куч чизиқлари, пунктир чизиқларда эса магнит майдон куч чизиқлари тасвирланган)

Шунинг учун рупорда тенгфазали майдон текисликлари (тўлқин фронти) тўлқинўтказгичдагига ўхшаш текислик ҳисобланмайди, балки, секторсимон рупорларда цилиндрик юзали ва пирамидасимон ҳамда конуссимон рупорларда эса сферик юзали текисликлар ҳисобланади (3.4-расм). Шу сабабдан, рупор ёйилмасининг майдони носинфазалидир.

3.4-расм. Рупорнинг бўйланма кесими

Х координатали М ишчи нуқтада майдоннинг фазаси ёйилма маркази

фазасидан

, (3.1)

катталикка орқада қолади.

Максимал фаза оғиши (фаза хатолиги) эса рупор ёйилмасининг четки қисмларида:

Н -секториал рупор учун

, (3.2)

ва Е -секториал рупор учун

, (3.3)

ифодалар орқали аниқланади.

Шундай қилиб, рупор ёйилмасида йўналганлик диаграммасининг кенгайиши ва нолли нурланиш бурчакларининг йўқолишига олиб келувчи квадратик фаза бузилишлари юзага келади.

Агар рупордаги максимал фаза бузилиши

Н текислигида – ΔΨ_max = 3π/4, (3.4)

Е текислигида – ΔΨ_max = π/2, (3.5)

қийматлардан ошмаса, у ҳолда йўналганлик диаграммаларини ҳисоблашда фаза бузилишлари ҳисобга олинмайди. Ёйилмадаги майдоннинг амплитуда тақсимоти тўлқин ўтказгичдаги. асосий тўлқин тақсимотига ўхшаш бўлади.

Мисол учун, Н₁₀ тўлқинли пирамидасимон рупор учун Е текислик да амплитуда тақсимоти текис тақсимланади, Н текислигида эса четга қараб косинусоидал қонун бўйича ўзгаради. Бу ҳолда пирамидасимон рупорнинг йўналганлик диграммаси қуйидаги формула бўйича ҳисобланади.

Н-текислигида

(3.6)

Е-текислигида

(3.7)

бу ерда, φ^Е ва φ^Н- Z ўқи ва Е ва Н текисликларига мос равишда кузатилаётган нуқта йўналишлари орасидаги бурчаклар; k – тўлқин сони.

Е ва Н текисликларида ярим қувватда йўналганли диаграммаларининг кенгликлари қуйидаги формула ёрдамида ҳисобланиши мумкин.

2φ^Е_0,5= 51⁰ λ/b_р, (3.8)

2φ^Н_0,5= 67⁰ λ/а_р, (3.9)

Е ва Н текисликларидаги рупорларнинг йўналганлик диаграммалари ўзаро боғлиқ эмас. Масалан, Е текислигида рупорнинг кенгайиши ёки торайиши фақат шу текисликдаги йўналганлик диаграммасининг ўзгаришига олиб келади.

Рупорли антеннанинг йўналганлик коэффициенти қуйидаги ифода ёрдамида ҳисобланади.

. (3.10)

Бу ерда S – рупор ёйилмаси текислигининг юзаси; ν – ёйилмадаги амплитуда ва фаза тақсимотига боғлиқ бўлган ёйилма юзасидан фойдаланиш коэффициенти.

Назорат саволлари

1. Рупор антенна турларини айтинг ва уларни чизинг.

2. Қўзғатилган текислик йўналганлик диаграммаси текислик ўлчамларига қандай боғланган.

3. Қўзғатилган текислик йўналганлик диаграммаси майдоннинг амплитуда тақсимотига қандай боғланган.

4. Қўзғатилган текислик йўналганлик диаграммаси майдоннинг фаза тақсимотига қандай боғланган. Фаза тақсимотининг турлари (фаза хатоликлари).

5. Рупор текислигидаги майдон фазаси қайси қонун бўйича ўзгаради ва у рупорнинг қайси параметрларига боғлиқ.

6. Қандай турдаги рупор антенналар оптимал деб аталади.

7. Бир хил текисликли лекин ҳар хил узунликларга эга бўлган рупор антенналарнинг йўналганлик диаграммаларини солиштиринг.

8. Нима учун Е ва Н текисликли секториал рупорларинг рухсат этилган фаза бузилишлари ҳар хил.

9. Рупор антенналарнинг диапозонли хусусиятлари қандай.

10. Рупор антенналар қўлланилиш соҳаларини келтиринг.

Фойдаланилган адабиётлар

1. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства – М.: Радио и связь, 1989

V. КЕЙСЛАР БАНКИ

Мобил алоқа тизимларида радитўлқинларнинг тарқалиш хусусиятлари

Берилган кейс-стадининг мақсади: Мобил алоқа тизимларида радитўлқинларнинг тарқалиш хусусиятлари бўйича билим ва кўникмаларни ривожлантириш, ўтилган мавзулар бўйича эгалланган билимларини текшириб кўришдан иборат.

Кутилаётган натижалар: Ўрганилаётган мавзу бўйича амалий кўникмаларга эга бўлади; радиотўлқинларнинг тарқалиши, уларнинг шаҳар шароитида тарқалишида кечадиган физик жараёнлар, кўпнурлилик асосида тарқалиш турларини ўрганади ва таҳлил қилади; муаммоларни ечиш учун турли муҳитлар чегарасида радиотўлқинлар тарқалишининг қиёсий таҳлилини ўтказади; ҳар бир фаолият тури бўйича тавсиялар ишлаб чиқиш кўникмалари шаклланади.

Кейс-стадини муваффақиятли бажариш учун тингловчи қуйидаги билимларга эга бўлиши лозим:

Тингловчи билиши керак: олий математика, физика, электромагнитизм фанларидан чуқур билимларга эга бўлиши керак.

Тингловчи амалга ошириши керак: мавзуни мустақил ўрганади; муаммонинг моҳиятини аниқлаштиради; ғояларни илгари суради; маълумотларни танқидий нуқтаи назардан кўриб чиқиб, мустақил қарор қабул қилишни ўрганади; ўз нуқтаи назарига эга бўлиб, мантиқий хулоса чиқаради; маълумотларни таққослайди, таҳлил қилади ва умумлаштиради;

Кейс-стадида реал вазият баён қилинган. Кейс-стадининг объекти – мобил алоқа тизими антенналаридан тарқалувчи радиотўлқинлар.

Кейс-стадида ишлатилган маълумотлар манбаи: мобил алоқа тизимларида радиотўлқинларнинг тарқалиши жараёнида вужудга келувчи муаммолар юзасидан олинган маълумотлар асосида ишлаб чиқилган.

Кейс-стадининг типологик хусусиятларига кўра характеристикаси: мазкур кейс-стади кабинетли кейс-стади тоифасига кириб, сюжетсиз ҳисобланади. Кейс-стади муаммоларни тақдим қилишга, уларни ҳал этишга ҳамда таҳлил қилишга қаратилган.

Бу ташкилий-институционал кейс-стади, таҳлилий ёзишма кўринишида тузилган.

У тузилмаланмаган, қисқа ҳажмдаги кейс-стади – технология ҳисобланади. Ўқув топшириғини тақдим этиш усули бўйича – кейс-стади топшириқ.

Дидактик мақсадларга кўра тренингли кейс-стади ҳисобланади, шунингдек бу кейс-стади амалий машғулоти давомида белгиланган мавзу бўйича олинган билимларни мустаҳкамлашга мўлжалланган. Ушбу кейс-стади ОТМ тингловчилари учун “Антенна асослари” фанида фойдаланилиши мумкин.

Кейс-стади: Мобил алоқа тизимларида радитўлқинларнинг тарқалиш хусусиятлари

5.3-расм. Шаҳар шарoитида радиoтўлқинларнинг кўпнурли тарқалиши

Қуйида, шахар шаротида ўтказилган экспериментал тадқиқотларнинг бир қатор натижаларини келтирамиз.

Саволлар:

1. Сизнингча ушбу ҳолатда муаммо мавжудми ва агар бор бўлса у қандай муаммо?

2. Ушбу вазиятда муаммони қайд этувчи қандай исбот-далилларни келтира оласиз?

3. Мобил алоқа тизимларида радиотўлқинларнинг тарқалишига салбий таъсир кўрсатувчи сабабларни ажратиб кўрсатинг.

4. Муаллифнинг ечими сизни қониқтирадими?

5. Бундай вазиятда сиз муаммони қандай бартараф этган бўлар эдингиз?

Амалий вазиятни босқичма – босқич таҳлил қилиш ва ҳал этиш бўйича тингловчига методик кўрсатмалар

Кейс-стадини ечиш бўйича индивидуал иш йўриқномаси

1. Аввало, кейс-стади билан танишинг. Муаммоли вазият ҳақида тушунча ҳосил қилиш учун бор бўлган бутун ахборотни диққат билан ўқиб чиқинг. Ўқиш пайтида вазиятни таҳлил қилишга ҳаракат қилинг.

2. Биринчи саволга жавоб беринг.

3. Маълумотларни яна бир маротаба диққат билан ўқиб чиқинг. Сиз учун муҳим бўлган сатрларни қуйидаги ҳарфлар ёрдамида белгиланг:

“Д” ҳарфи – муаммони тасдиқловчи далиллар,

“С” ҳарфи – муаммо сабабларини,

“О.О.Й.” ҳарфлари – муаммони олдини олиш йўллари.

4. Ушбу белгилар 2,3,4 саволларга ечим топишга ёрдам беради.

5. Яна бир бор саволларга жавоб беришга ҳаракат қилинг.

Гуруҳларда кейс-стадини ечиш бўйича йўриқнома.

1. Индивидуал ечилган кейс-стади вазиятлар билан танишиб чиқинг.

2. Гуруҳ сардорини танланг.

3. Ватман қоғозларда қуйидаги жадвални чизинг.

Муаммони таҳлил қилиш ва ечиш жадвали

Муаммони тасдиқловчи далиллари	Муаммони келиб чиқиш сабаблари	Муаллиф томонидан таклиф қилинган ечим	Гуруҳ ечими

Ишни якунлаб, тақдимотга тайёрланг.

Аудиториядан ташқари бажарилган иш учун баҳолаш мезонлари ва кўрсаткичлари

Тингловчилар рўйхати

Асосий муаммо ажратиб олиниб, тадқиқот объекти аниқланган

макс. 6 б

Муаммоли вазиятнинг келиб чиқиш сабаби ва далиллари аниқ кўрсатилган макс. 4 б

Вазиятдан чиқиб кетиш ҳаракатлари аниқ кўрса- тилган

макс. 10 б

Жами макс. 20 б

Аудиторияда бажарилган иш учун баҳолаш мезонлари ва кўрсаткичлари

Гуруҳлар рўйхати

Гуруҳ фаол

макс. 1 б

Маълумотлар кўргазмали тақдим этилди

макс. 4 б

Жавоблар тўлиқ ва аниқ берилди

макс. 5 б

Жами

макс.

10 б

8-10 балл – “аъло”, 6-8 балл – “яхши”, 4-6 балл – “қониқарли”, 0-4 балл – “қониқарсиз”.

IV. Ўқитувчи томонидан кейс-стадини ечиш ва таҳлил қилиш варианти

Кейс-стадидаги асосий муаммо: Кейсдаги асосий муаммомобил алоқа тизимларида радиотўлқинларнинг шахар шароитида тарқалиши моделлари ичида энг мақбул (оптимал) вариантларини ишлаб чиқишга қаратилган.

Муаммони тасдиқловчи далиллар: Муаммоли вазиятни таҳлил қилишга ҳаракат қиламиз. Қўлланилиш соҳасига кўра ер усти рақамли телевидениесида қўлланиладиган антенна турини аниқлаймиз.

· Эркин фазо модели;

· Окамура модели;

· Хата модели;

Муаммоли вазиятнинг келиб чиқиш сабаблари: Майдон сатхларининг тақсимотини хисоблаш моделлари жуда турли-туман бўлиб, муаллифлар томонидан шахар шароитида сигнал сатхини хисоблашнинг хар хил услублари таклиф этилган. Баъзи муаллифлар формулаларга ягона эмпирик коэффициент киритиш орқали масалани хал қилишган. Баъзилари эса, мавжуд назарий боғлиқликларга эмпирик коэффициентлар киритишга харакат қилишган. Учинчилари эса, ушбу масалани дифракция назарияси асосида хал этишган.

P₂= 10∙lgP_o− L_р

ёки майдон кучланганлиги

, дБ,

бу ерда P₀–қабул қилинаётган қувватнинг эркин фазодаги қиймати, мВт;

Е₀– электр майдони кучланганлигининг эркин фазодаги қиймати;

L_р – йўқотишларнинг дБ даги қиймати

L_р= A_м(r, f) – H₁ (h₁,r) – H₂(h₂,f) – К₁ – К₂ – К₃ – K₄, дБ,

бу ерда A_м(r,f) –эркин фазо ҳолатига нисбатан шаҳарда юзага келадиган сусайиш қиймати, дБ;

H₁(h₁,r) – узатувчи антеннанинг “баландликли кучайтириш коэффициенти”, дБ;

H₂(h₂,f) – қабул қилувчи антеннанинг “баландликли кучатириш коэффициенти” дБ;

K₁ – шаҳар атрофи ва очиқ ҳудудлар учун киритиладиган тузатиш коэффициенти, дБ;

Хисоблаш формулалари қуйидаги кўринишга эга

«ўрта ва кичик шахар учун»

, дБ;

“катта шахар учун” f ≤ 200 МГц да

, дБ;

“катта шахар учун” f ≥ 400 МГц да

шахар атрофида

қишлоқ худуди учун

очиқ худуд учун

Бу ерда ва бундан буён f МГц да r эса км да ўрнатилади.

Пойтахтнинг марказий худуди учун

Қишлоқ худуди учун

Очиқ худуд учун

, дБ,

бу ерда А – эмпирик коэффициент.

Муаллиф ўз таклифида муаммони олдини олишда қуйидаги йўлларини кўрсатиб берган:

Рақамли телевизион сигналларни сифатли қабул қилишда муқобил қабул деб номланувчи тушунча мавжуд. У эса ўз навбатида:

- антеннанинг кучайтириш коэффийиенти;

- антенналарнинг кўтарилиш баландлиги;

- Ернинг рельефи;

- УҚТ диапазонидаги сигналларнинг тарқалиш хусусияти;

- Тўғридан-тўғри кўриш масофаси

каби омилларга узвий боғлиқ.

ТАТУ Телерадиоэшиттириш тизимлари кафедрасида мазкур муаммоли вазиятни ҳал қилиш чора тадбирлари сифатида MMANA компьютер дастури асосида махсус виртуал лаборатория ишлари яратилган. Яъни тингловчиларга календар режа асосида ушбу лаборатория машғулотлари мунтазам равишда олиб борилмоқда.

Мазкур вазиятдан келиб чиқиб, олиб бориладиган мунтазам изланишлар ва тадқиқотлар натижаси антеннанинг модели яратилади ва турли параметрларни ўзгартириш орқали энг оптимали вариант аниқланади.

Вазиятдан чиқиб кетиш ҳаракатлари: Хата.М. Окамура графикларини аппроксимациялаш орқали йўқотишлар қиймати L_P ни хисоблаш ифодасини таклиф қилган. Бу ифодалар 150…1500 МГц частоталарда h₁ = 30…200 м, h₂= 1…10 м шартлар бажарилганда шахар ва шахар атрофи худуди учун мос келади (ХЭИ томонидан тавсия этилган).

Якуний хулоса

Муаммонинг ечими: Ўрта Осиё худудида майдон кучланганлигини “Окамура-Хата” модели ёрдамида хисоблаш натижалари амалдаги қийматлардан анча кичик натижани беради. Бунга сабаб эса, узатишдаги йўқотишларнинг амалдагидан катта қийматга эга бўлишидир.

Кейс-стади ўқитиш технологияси

Ўқув машғулотининг технологияси модели

Машғулот вақти-2 соат	Тингловчилар сони: 25 –30 та гача
Машғулот шакли ва тури	Амалий-билимларни мустаҳкамлаш ва кўникма ва малакаларни шакллантириш бўйича амалий машғулот
Ўқув машғулот режаси	1. Тингловчилар билимларини фаоллаштириш мақсадида блиц - сўров ўтказиш. 2.Кейс-стади мазмунига кириш. Муаммони ва уни ечиш вазифаларини аниқ ифода этиш. 3.Кейс-стадини гуруҳларда ечиш. 4. Натижалар тақдимоти ва муҳокамасини ўтказиш. 5.Якуний хулоса чиқариш. Эришилган ўқув натижаларига кўра Тингловчилар фаолиятини баҳолаш
Ўқув машғулотининг мақсади: Тебратгичли антенналарнинг қиёсий таҳлили асосида рақамли телевидение учун оптимал вариантларни танлай олиш кўникмаларини шакллантириш.
Педагогик вазифалар: - кейс-стади вазияти билан таништириш, муаммони ва уни ечиш вазифаларини ажратишни ўргатиш; - муаммони ечиш бўйича ҳаракатлар алгоритмини тушунтириш; - сиқиш алгоритмларини қиёсий таҳлил этишни тушунтириш. - рақамли телевидениеда энг оптимал вариантни танлашни ўргатиш - мантиқий хулоса чиқаришга кўмак бериш	Ўқув фаолиятининг натижалари: - кейс-стади мазмуни билан олдиндан танишиб чиқиб, ёзма тайёргарлик кўради; - вазиятга қараб муаммони ва уни ечиш бўйича вазифаларни таърифлайди; - муаммони ечиш бўйича аниқ вазиятларнинг кетма – кетлигини аниқлайди: - сиқиш алгоритм турларини ўрганади; - уларни қиёсий таҳлил қила олади; - рақамли телевидение учун модуляциянинг оптимал вариантини танлайди; - муаммоли вазифаларни ечишда назарий билимларини қўллайди; - муаммони аниқлаб, уни ҳал қилишда ечим топади; - якуний мантиқий хулосалар чиқаради.
Ўқитиш методлари	Кейс-стади, ақлий ҳужум, инсерт, мунозара, амалий усул
Ўқув фаолиятини ташкил этиш шакллари	Ўқув материали, тингловчига услубий кўрсатмалар, тақдимот, флипчарт
Ўқитиш воситалари	Индивидуал, фронтал, жамоа, гуруҳларда ишлаш
Ўқитиш шароити	Гуруҳларда ишлашга мўлжалланган, аудитория
Қайтар алоқанинг йўл ва воситалари	Блиц-сўров, тақдимот, кузатув

1-илова

Блиц-сўров савол ва жавоблари

№	Савол	Жавоб
1.	Радиотўлқин бу - .....	фазода эркин тарқалувчи тўлқин
2.	Радиотўлқинлар қандай механизмлар асосида тарқалади?	Ер сирти тўлқини, тропосфера тўлқини, ионосфера тўлқини, тўғри тарқалувчи тўлқин сифатида.
3.	Эркин фазо бу- ...	Бир жинсли йўқотишларсиз муҳит.
4.	Радиотўлқинларнинг тиниши деб нимага айтиалди?	Майдон кучланганлиги сатҳининг тинимсиз ва тартибсиз ўзгаришига.

Қўшимча топширқлар муаммоли вазиятлар. (кейслар)

Берилган: Турли худудлар учун Окамура графикларини аппроксимациялаш орқали йўқотишлар қиймати L_P ни хисоблаш ифодаларини келтиринг . Бу ифодалар 150…1500 МГц частоталарда h₁ = 30…200 м, h₂= 1…10 м шартлар бажарилганда шахар ва шахар атрофи худуди учун мос келади

Хисоблаш формулалари қуйидаги кўринишга эга

«ўрта ва кичик шахар учун»

, дБ;

“катта шахар учун” f ≤ 200 МГц да

, дБ;

“катта шахар учун” f ≥ 400 МГц да

шахар атрофида

қишлоқ худуди учун

очиқ худуд учун

Бу ерда ва бундан буён f МГц да r эса км да ўрнатилади.

Пойтахтнинг марказий худуди учун

Қишлоқ худуди учун

Очиқ худуд учун

VI. МУСТАҚИЛ ТАЪЛИМ МАВЗУЛАРИ

Мустақил ишни ташкил этишнинг шакли ва мазмуни

Тингловчи мустақил ишни муайян модулнинг хусусиятларини ҳисобга олган ҳолда қуйидаги шакллардан фойдаланиб тайёрлаши тавсия этилади:

- меъёрий хужжатлардан, ўқув ва илмий адабиётлардан фойдаланиш асосида модул мавзуларини ўрганиш;

- тарқатма материаллар бўйича маърузалар қисмини ўзлаштириш;

- автоматлаштирилган ўргатувчи ва назорат қилувчи дастурлар билан ишлаш;

- махсус адабиётлар бўйича модул бўлимлари ёки мавзулари устида ишлаш;

-тингловчининг касбий фаолияти билан боғлиқ бўлган модул бўлимлари ва мавзуларни чуқур ўрганиш.

Тавсия этилаётган мустақил таълим мавзулари:

Сотали алоқа база станциялари антенналари.
Мобиль телефон антенналари
Сотали алоқа база станцияларининг антенна-фидер тракти.
Сотали алоқа магистрал линиялари антенналари.
GPS ва ГЛОНАСС навигация тизими антенналари.
СЙ мобиль алоқа тизими антенналари.
Транкинг алоқа тизими база станциялари антенналари.
Персонал радиостанция антенналари

VII. ГЛОССАРИЙ

1.	Antenna	The device for radiation and/or reception of the electromagnetic waves coming from the set direction
2.	Radio wave	The electromagnetic wave extending in space without artificial guides of lines
3.	Screening	Suppression or weakening of electromagnetic fields in a certain site of space by means of partitions screens.
4.	Broadcasting	The transfer of various information to the population which is carried out by means of set of technical means and radio waves.
5.	Loud speaker	The device for transformation of electric signals in acoustic with their radiation in open environment.
6.	Amplifier	The device intended for increase in power, tension or current of the signal brought to his entrance due to use of energy of an auxiliary source. Depending on appointment amplifiers of high, intermediate and low frequency, video amplifiers, amplifiers of a direct current, operational amplifiers, etc. distinguish.
7.	Noise	Casual fluctuations with a continuous and wide range.
8.	Band	A certain range of values of lengths of radio waves to which the code name is appropriated.
9.	Antenna array	Group of the radiators located and excited so that to give to the antenna a certain spatial radiation.
10.	Frequency	The number of fluctuations of a periodic signal for a unit of time.
11.	Band width	The width of a band of electromagnetic frequencies - how fast data flows on a given transmission path or the Edith of the range of frequencies that an electronic signal occupies on a given transmission medium. Any digital or analog signal has a bandwidth
12.	Baud rate	The speed at which (0&1) is transmitted (bits per second)
13.	Upload	Sending a file from one computer to another.
14.	World Wide Web	Internet interface that contains millions of hypertext documents.
15.	Telecommunication	Communicating over a distance. Some examples of information that can be telecommunicated are files, programs data, text, music, sound, clip art, graphics, video, and photographs
16.	Telecomputing	Computers sending or receiving information by electronic means
17.	On-line	Electronically connected through the use of a modem and telephone line cable modem or DSL.
18.	Network	Two of more computers connected together
19.	Modem	Device that allows computer signals (0&1) to be sent over telephone lines.
20.	Log On	Connecting electronically with a computer system of service usually by entering your User Name and password.
21.	Internet	A global network of many smaller computer networks
22.	Log off	Disconnecting electronically from a computer system
23.	Hypermedia	A hyperlink that links to other forms of media: graphics, sound, video etc. Information
24.	Highway	Information networks of data that are available when you go on-line
25.	Hyperlink	A link on a web page that connects to another web page or a multimedia resource (cursor arrow becomes a hand when it hovers over a link)
26.	Hypertext	Text which contains a hyperlink (usually is blue font color and underlined)
27.	Electronic Mail (E-mail)	Messages that are sent and received over a computer network
28.	http	Hypertext transfer protocol
29.	Carrier	A company which provides telephone service
30.	Competition	When several companies in an industry sell the same product or service resulting in lower prices and better customer support
31.	Deregulation	The act of taking a government-controlled industry and opening it up to private companies for the purpose of introducing competition
32.	A fee	A charge for a professional service
33.	To hook up	To make the electrical connections required for a machine or information service
34.	To install	To put in or add a piece of equipment or hardware
35.	A monopoly	When one company (or the government) has control over an industry and does not allow competition
36.	To place a call	To make a telephone call
37.	The suburbs	An area outside a city where people live rather than work
38.	Telecommunications	The industry or technology of sending and receiving messages by telephone (or other electronic devices)
39.	Allowed	All right for them to do it
40.	Answer a phone	To accept an incoming call
41.	Banned	Officially prevented from doing it
42.	Be on the phone	The state of being in the middle of a conversation with someone on the phone
43.	Call back	To contact someone through phone after they unsuccessfully tried to call you
44.	Check your messages	To call your voicemail and listen to recorded messages that were left when you missed phone calls
45.	Delete	Remove
46.	Get a call	When someone tries to reach you through the phone
47.	Get a message	To receive a oral note from someone when you missed their phone call
48.	Hang up the phone	To end a phone conversation by setting the phone down
49.	Ignore	Pay no attention
50.	Leave a message	To record a message on someone's answering machine
51.	Lower your voice	To soften your speech to decrease its volume
52.	Make a call	To dial a number on a phone in order to talk to someone else
53.	Polite	Has good manners and is not rude to other people
54.	Respond	React to something
55.	Rude	Impolite
56.	Screen your calls	To not answer calls because you are avoiding someone or many people
57.	Selfish	Care only about themselves and not about other people
58.	Send a text	To type a short message to another person with your cell phone
59.	Take a message	To hear a message that's for meant for someone else with the intent of telling them at a later time
60.	Thoughtful	Quiet and serious because you are thinking about something
61.	Turn off your phone	To shut down your cellular device
62.	Turn up	Increase the amount
63.	3G -3rd Generation Networks	Wireless networks - faster, higher bandwidth and more capacity
64.	AIDC	Automatic Identification and Data Capture - also Mobile & Wireless RFID
65.	ArrayComm IBurst	A SmartAntenna wireless technology that can increase the capacity of spectrum by inserting a unique metric in the transmission. It can give wireless Internet connection at speeds up to 1Mbps and support more users in the same frequency band.
66.	AVL/GPS	Automated Vehicle Location based on GPS
67.	Bandwidth Optimization of Wireless Networks	Software-based techniques like compression, content reformation, etc to increase effective speeds of wireless networks
68.	Wireless Routers	New category of network routers for SOHO wireless LANs, hot spot configuration or more advanced variety in the wide area context (convergence of Cisco router product functions and wide area wireless network functions)
69.	BREW	Binary Runtime Environment for Wireless - Application development environment from Qualcomm for Smartphones
70.	Blue Tooth	RF based local area network technology that allows handheld devices communicate over short distance - 20-30 feet
71.	Wireless Internet	A broad term used to contain all sorts of wireless e-business applications
72.	CDMA	More efficient 2nd generation PCS technology for wireless networks as compared to TDMA as compared to TDMA
73.	E911	An important public safety requirement mandated by FCC to identify accurate location of distress calls from cell phones
74.	FSO (Free Space Optics or Wireless Fibre or Wireless Optical Networking)	Optical wireless, point-to-point (soon multipoint), line-of-sight broadband solution for metropolitan applications, primarily
75.	HSCSD	High Speed Circuit-Switched Data - in interim step on GSM networks to offer 38.4 Kbps wireless data service
76.	Instant Messaging	Technology to send urgent messages in real time, rather than in store-and-forward e-mail paradigm
77.	IBM WebSphere Software Platform	An Overview of IBM's Application Server platform for mobile (and fixed) devices
78.	J2ME	Java-based application development platform, defacto standard by Sun but supported actively by Motorola, Nokia, and others
79.	LBS - Location Based Services	Technology and services that identifies the location of a mobile user and provides relevant content and services to the mobile user - related to m-commerce
80.	LMDS	For local multipoint distribution Service wireless access - of interest to the Internet ISPs and enduser organizations who are tired of high T-1 rates
81.	M-Commerce	Want to understand mobile commerce? Go for the Intro here.
82.	Mitsubishi's SwiftComm	A new wireless network technology to support high-speed access and increase capacity
83.	MMDS	Multi-channel Multipoint Distribution System) - for wireless internet access
84.	MMS	Multi-media Messaging Services - a progression from SMS to EMS to MMS
85.	Mobile Entertainment Also Wireless Entertainment	Discussion of consumer entertainment applications on wireless networks - games,casinos, gambling, etc.
86.	Mobile IP	Capability to move around with the same IP address
87.	Mobile Payment Systems	For m-commerce transactions
88.	MVNO	"Mobile Virtual Network Operator" concept for wireless services
89.	OFDM	Orthogonal Frequency Division Multiplexing - for higher speed (54 to 72 Mbps wireless LANs
90.	Optical Wireless	- Very high frequency (T-rays between radio and light) - 622 Mbits/sec wireless last mile solution
91.	Pervasive Computing	An architecture and marketing concept predominantly promoted by IBM (presently) to connect mission-critical SAP applications and databases from pervasive devices (PDAs, Palm Pilot, Windows CE and smart telephones) using IBM mobile softwaretechnology
92.	Pocket PC Platform	Microsoft's software platform for handheld devices
93.	Presence Awareness Technology	Technology that lets you know who among your close group of buddies or professional colleagues is online - used in Instant Messaging. This is not exactly LBS - Location-based Services because exact location of users is not important
94.	RFID	Radio Frequency Identification information
95.	SIP	Session initiation Protocol - in VoIP context- has wireless network implications, especially in 3G and beyond time horizon
96.	Security Issues in Wireless Computing	A very important consideration in designing public safety, health-care and e-commerce applications based on wireless networks
97.	Wireless Printing	Bluetooth enabled or through a specialized piece of software that prints on an Internet-connected printer designated by a mobile user from a phone or a PDA
98.	Smart SOS	Controlling Industrial Devices Through Malfunctioning Alerts
99.	SyncML - a Data Synchronization Standard	Vendor Consortium Initiated Standard for Data Synchronization for mobile devices
100.	Telematics	In-car Wireless Internet Initiative by the Auto industry for safety and other applications

VIII. АДАБИЁТЛАР РЎЙХАТИ

Асосийадабиётлар

1. Antennas and propogation for wireless communication systems/ Second Edition. Simon r. Saunders, university of surrey, Guildford, UK

Alejandro Arago. N-Zavala, Tecnolo. Gico Demonterrey, Campus Quere.taro, Mexico, 2010

2. EM Modeling of Antennas and RF Components for Wireless Communication Systems Gustrau, Frank, Manteuffel, Dirk, 2006

3. Warren L. Stutzman , Gary A. Thiele.Antenna Theory and Design. 3rd Edition. John Wiley, 2012

4. VitaliyZhurbenko. Electromagnetic Waves. InTech 2011

Қўшимча адабиётлар

1. Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи. Сомов А.М. М.:Горячая линия – Телеком, 2015

2. Антенны КВ и УКВ. Основы и практика . И.В.Гончаренко. М.:Радио, 2006

3. Антенны. Карл Ротхаммель. М.:Данвел 2007

4. Нано-антенны. Б.А.Панченко, М.Г.Гизатуллин. М.:Радиотехника. 2010

5. Логопериодические вибраторные антенны. Б.М.Петров, Г.И.Констромитин, Е.В.Горемыкин. М.:Горячая линия – Телеком, 2005

6. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. Под.редакцией Г.А.Ерохина. М.:Горячая линия – Телеком, 2004

7. Спутники и цифровая радиосвязь. Г.Тяпичев М.:ДЕСЕ, 2004

8. Практические конструкции антенн. Григоров И.Н. М.:Пресс, 2006

9. Электродинамика и распространение радиоволн. В.В.никольский, Т.И.Никольская. М.:URSS, 2014

10. Гончаренко И.В. Антенны КВ и УКВ. Компьютерное моделирование. MMANA. M.: ИП Радиософт, журнал «Радио», 2004.

Ахборот – ресурс манбалари

1. А. Навоий номидаги Ўзбекистон Миллий кутубхонаси. 100047, Тошкент шаҳри, Хоразм кўчаси, 51

2. Ўзбекистон Республикаси Фанлар Академияси фундаментал кутубхонаси. 100170, Тошкент шаҳри, И. Мўминов кўчаси, 13.

3. Ўзбекистон Миллий университеининг илмий кутубхонаси. 100174, Тошкент шаҳри, Талабалар шаҳарчаси, ЎзМУ.

4. ТАТУ илмий кутубхонаси. 100084, Тошкент шаҳри, А. Темур кўчаси, 108.

Интернет ва ЗиёНет сайтлари

1. http://etuit.uz/dl/course/category.phpid=41

2. www.tuit.uz.

3. www.ziyoNET.uz.

4. www.edu.uz.

т/р	Мавзу номи	Маъруза, соат	Лаборатория иши, соат	Амалиёт (семинар), соат	Мустақил таълим, соат
1.	Радиоалоқа симсиз коммуникация канали. Электромагнит тўлқинларнинг тарқалиш хусусиятлари.	2	2	-	4
2.	Радиотўлқинларнинг тарқалиш механизмлари. Радиотўлқинлар тарқалишининг асосий моделлари.	2	-	2	4
3.	Антенна асослари.	2	2	-	4
4.	Ер радиорелей линиялари.	2	-	2	4
5.	Сунъий йўлдош радиорелей линиялари.	2	2	-	4
6.	Макросоталар.	2	-	2	4
7.	Соя зонаси. Тор полосали тезкор тиниш. Кенг полосали тезкор тиниш.	2	2	-	4
8.	Микросоталар.	2	-	2	4
9.	Пикасоталар.	2	2	-	4
10.	Мегасоталар.	2	-	2	4
11.	Мобиль алоқа тизими антенналари.	2	2	-	4
12.	Содда тебратгичли антенналар.	2	-	2	4
13.	Мобиль алоқа тизимлари каналларини ўлчаш.	2	2	-	4
14.	Радиоалоқа симсиз коммуникация тизимларининг келажакдаги истиқболлари.	2	-	2	4
15-16.	Радиоалоқани симсиз коммуникация тизимларида қўлланиши.	2	2	-	4
Жами: 96		32	16	16	32

т/р	Маъруза мавзулари номи (барча)	соат
1.	Радиоалоқа коммуникация канали. Электромагнит тўлқинларнинг тарқалиш хусусиятлари.	2
2.	Радиотўлқинларнинг тарқалиш механизмлари. Радиотўлқинлар тарқалишининг асосий моделлари.	2
3.	Антенна асослари.	2
4.	Ер радиорелей линиялари.	2
5.	Сунъий йўлдош радиорелей линиялари.	2
6.	Макросоталар.	2
7.	Соя зонаси. Тор полосали тезкор тиниш. Кенг полосали тезкор тиниш.	2
8.	Микросоталар.	2
9.	Пикасоталар.	2
10.	Мегасоталар.	2
11.	Мобиль алоқа тизими антенналари.	2
12.	Содда тебратгичли антенналар.	2
13.	Мобиль алоқа тизимларининг ўлчаш каналлари.	2
14.	Радиоалоқа симсиз коммуникация тизимларининг келажакдаги истиқболлари.	2
15.	Радиоалоқани симсиз коммуникация тизимларида қўлланиши.	2
Жами		32

т/р	Лаборатория машғулотлари мавзулари (барча)	соат
1.	Логопериодик антеннани тадқиқ этиш.	4
2.	Синфаз антенна панжарани тадқиқ этиш.	4
3.	Носинфаз антенна панжарани тадқиқ этиш.	4
4.	Апертур антеннани тадқиқ этиш.	4
Жами		16

т/р	Амалий машғулотлар мавзулари (барча)	соат
1.	Мобиль алоқа директорли антеннасини ҳисоблаш ва моделлаштириш.	4
2.	Мобиль алоқа панелли антеннасини ҳисоблаш ва моделлаштириш.	4
3.	Репиторли антенна ҳисоблаш ва моделлаштириш.	4
4.	Мобиль алоқа сигналларининг қамров доирасини ҳисоблаш.	4
Жами		16

№	Мустақилтаълиммавзулари	Берилгантопшириқлар	Бажар. муддат.	Ҳажми (соатда)
1-Жорий назорат
1	Сотали алоқа база станциялари антенналари.	Адабиётлардан конспект қилиш. Индивидуал топшириқларни бажариш	1,2 -ҳафталар	4
2	Мобиль телефон антенналари.	Адабиётлардан конспект қилиш. Индивидуал топшириқларни бажариш	3,4 -ҳафталар	4
3	Сотали алоқа база станцияларининг антенна-фидер тракти.	Адабиётлардан конспект қилиш. Индивидуал топшириқларни бажариш	5,6 -ҳафталар	4
4	Сотали алоқа магистрал линиялари антенналари.	Адабиётлардан конспект қилиш. Индивидуал топшириқларни бажариш	7,8 -ҳафталар	4
2-Жорий назорат
5	GPS ва ГЛОНАСС навигация тизими антенналари.	Адабиётлардан конспект қилиш. Индивидуал топшириқларни бажариш	9,10 -ҳафталар	4
6	СЙ мобиль алоқа тизими антенналари.	Адабиётлардан конспект қилиш. Индивидуал топшириқларни бажариш	11,12 -ҳафталар	4
7	Транкинг алоқа тизими база станциялари антенналари.	Адабиётлардан конспект қилиш. Индивидуал топшириқларни бажариш	13,14 -ҳафталар	4
8	Персонал радиостанция антенналари.	Адабиётлардан конспект қилиш. Индивидуал топшириқларни бажариш	15,16- ҳафталар	4
Жами				32

I. ИШЧИ ДАСТУР

III. НАЗАРИЙ МАТЕРИАЛЛАР

IV. ЛАБОРАТОРИЯ ИШЛАРИ МАТЕРИАЛЛАРИ

1 – лаборатория иши: Директорли антеннани тадқиқ этиш.

2 – лаборатория иши: Симметрик тебратгич моделини компьютерда тадқиқ этиш.

3-лаборатория иши. Боғлиқ тебратгичлар моделини компьютерда тадқиқ этиш.

V. КЕЙСЛАР БАНКИ

VI. МУСТАҚИЛ ТАЪЛИМ МАВЗУЛАРИ

VIII. АДАБИЁТЛАР РЎЙХАТИ

Балл	Баҳо	Талабаларнингбилимдаражаси
86-100	Аъло	Хулоса ва қарор қабул қилиш. Ижодий фикрлай олиш. Мустақил мушоҳада юрита олиш. Олган билимларини амалда қўллай олиш. Моҳиятини тушунтириш. Билиш, айтиб бериш. Тасаввурга эга бўлиш.
71-85	Яхши	Мустақил мушоҳада қилиш. Олган билимларини амалда қўллай олиш. Моҳиятини тушунтириш. Билиш, айтиб бериш. Тасаввурга эга бўлиш.
55-70	Қониқарли	Моҳиятини тушунтириш. Билиш, айтиб бериш. Тасаввурга эга бўлиш.
0-54	Қониқарсиз	Аниқ тасаввурга эга бўлмаслик. Билмаслик.

S	Хизмат кўрсатиш соҳасини тенг таъминловчи оптимал антенна	Панелли антенна. Монтаж қилиш ва эксплуатация қилиш қулайлиги.
W	Ташқи таъсирлар	Ташқи об-ҳаво шароитлари таъсирида антенна характеристикасининг ўзгаришида антенналарни алмаштириш талаб этилади.
O	Секторли панелли антенналар	Махсус йўналганлик диаграммаларини ҳосил қила олиш хусусияти.
T	Тизим компонентлари таннархининг юқорилиги	МАТ панелли антенналарининг барча турлари хориждан келтирилиши.

Частота полосасининг рақами	Диапазонларнинг частотавий чегаралари f	Мос келувчи λ тўлқин узунликлари	Номланиши
Частота полосасининг рақами	Диапазонларнинг частотавий чегаралари f	Мос келувчи λ тўлқин узунликлари	тўлқин диапазонлари	мос келувчи частота полосаси
4	3 кГц...30 кГц	100 км...10 км	Мириаметрли ёки ўта узун тўлқинлар (ЎУТ, СДВ, VLW)	Жуда паст частота (VLF)
5	30 кГц...300 кГц	10 км...1 км	Километрли ёки узун тўлқинлар (УТ, ДВ, LW)	Паст частота (LF)
6	300 кГц...3000 кГц	1 км...100 м	Гектометрли ёки ўрта тўлқинлар (ЎТ, СВ, МW)	Ўрта частота (МF)
7	3 МГц...30 МГц	100 м...10 м	Декаметрли ёки қисқа тўлқинлар (ҚТ, КВ, SW)	Юқори частота (HF)
8	30 МГц…300 МГц	10 м...1 м	Метрли ёки ультрақисқа тўлқин (УҚТ, УКВ, USW)	Жуда юқори частота (VHF)
9	300 МГц…3000 МГц	1 м...10 см	Дециметрли ёки ультрақисқа (УҚТ, УКВ, USW)	Ультраюқори частота (UHF)
10	3 ГГц…30 ГГц	10 см...1 см	Сантиметрли ёки ультрақисқа тўлқин (УҚТ, УКВ, USW)	Ўта юқори частота (SHF)
11	30 ГГц...300 ГГц	1 см...1 мм	Миллиметрли ёки ультрақисқа тўлқин (УҚТ, УКВ, USW)	Ниҳоятда юқори частота (EHF)
12	300 ГГц...3000 ГГц	1 мм…0,1 мм	Децимиллиметрли ёки ультрақисқа тўлқин (УҚТ, УКВ, USW)	Ниҳоятда юқори частота (EHF)