Интерференция
Рисунок 1: Суперпозиция двух волн одинаковой частоты с переменным фазовым отношением друг к другу
Интерференция
Явление интерференции возникает, когда две (или больше) волны одновременно проходят через одну и ту же область пространства. Интерференция представляет собой взаимодействие этих волн, в результате которого результирующая волна может быть ослабленной (вплоть до нуля) либо усиленной, в зависимости от фазовых соотношений между волнами в точке наблюдения.
Когда волны одинаковой частоты, исходящие от разных источников, совмещаются в фазе (т.е. когда разность фаз между ними равна или близка к 0°), то их энергии складываются, и результирующая волна имеет бо́льшую амплитуду. Если же разность фаз между волнами будет равна или близка к 180° (т.е. волны складываются в противофазе), то энергии этих волн будут взаимно компенсировать друг друга. При соотношениях фаз между интерферирующими волнами от 0° до 180°, будут иметь место промежуточные состояния от полного сложения до полного погашения.
Такой же эффект возникает, когда один и тот же сигнал приходит в точку приема по двум разным путям, например, когда к антенне радиолокатора приходит волна, отраженная от цели по прямой трассе, и отраженная от цели и затем переотраженная от земли волна. Обе волна распространяются с одинаковой скоростью, но при этом переотраженная от земли волна проходит больший путь. Фазовые соотношения в точке приема зависят от нескольких различных факторов и поэтому интерференционная картина не будет постоянной. Принимаемый сигнал будет флуктуировать и искажаться. Одним из результатов является такой известный в радиотехнике эффект как фединг (англ. fading) или замирание сигнала.
Однако явление интерференции может быть использовано и для улучшения технических характеристик радиолокационной техники. Так, подбирая высоту подъема антенны радиолокатора над землей, можно добиться усиления сигналов, отраженных от низколетящих целей. Очевидно, что диаграмма направленности такой антенны в вертикальной плоскости должна быть достаточной ширины, чтобы облучать земную поверхность в окрестности радиолокатора. Это условие почти всегда выполняется для радиолокаторов метрового (VHF) и дециметрового (UHF) диапазонов. При этом, для некоторых углов места цели результирующая волна будет усиливаться, а для некоторых – ослабляться, т.е. диаграмма направленности такой антенны будет иметь лепестковый характер в вертикальной плоскости. Для устранения этого антенну строят в два яруса (этажа). Диаграммы направленностей обеих ярусов будут иметь провалы в вертикальной плоскости, но разница высот между антеннами подбирается таким образом, чтобы максимумы одной из них находились на провалах другой. Примерами таких антенн являются двухъярусные антенны радиолокаторов П-12 (1РЛ14), П-18 (1РЛ131), П-19 (1РЛ134).
Кроме этого, если измерительная система радиолокатора достаточно чувствительна, чтобы измерить разницу во времени прихода импульса прямой и переотраженной от земли волн, то, теоретически, можно оценить высоту цели (см. Многолучевой метод определения высоты).