Распространяясь в атмосфере, радиоволны ослабляются из-за потери части электромагнитной энергии, которая поглощается и рассеивается молекулами кислорода и водяного пара, атмосферными осадками, частицами пыли и другими неоднородностями атмосферы.
Ослабление энергии радиоволн осадками происходит как за счёт её поглощения частицами влаги (в основном при малых размерах капель, например при тумане), так и вследствие её рассеяния (при крупных каплях).
Ослабление энергии зависит от длины волны, температуры, влажности, атмосферного давления и параметров частиц, вызывающих поглощение и рассеивание электромагнитной энергии.
Снег и град при одинаковой с дождем интенсивности значительно меньше влияют на величину ослабления энергии, поэтому их можно не принимать во внимание.
Следует иметь в виду, что затухание радиоволн уменьшается более чем в три раза при повышении температуры от 0 до 400 С. Поглощение в кислороде пропорционально квадрату давления и, следовательно, уменьшается с подъемом на высоту. Поглощение в парах воды пропорционально влажности.
При прохождении радиоволн в прямом и обратном направлении через участок атмосферы длиной l км, на котором затухание характеризуется величиной δп дБ/км, общее ослабление энергии будет равно 2lδп дБ. Выражая в децибелах отношение энергий сигналов на входе приёмника без учёта и с учётом ослабления, получим:
. |
Переходя к натуральным логарифмам, находим
и , |
т.е. затухание энергии в атмосфере имеет экспоненциальный характер.
При отсутствии ослабления энергии принимаемого сигнала , а при его учёте, где kD– величина, определяемая остальными параметрами, входящими в выражении для дальности. Из-за наличия ослабления одному и тому же пороговому значению сигналов (Епрммин) будут соответствовать различные дальности.
В первом случае D=Dmax, а во втором случае, когда требуется компенсировать потери энергии, меньшая дальность: D=Dmax п. Таким образом, для пороговых условий получим
. |
Отсюда находим выражение для максимальной дальности обнаружения с учётом ослабления энергии в атмосфере
. | (6.18) |