Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
23.2. АТМОСФЕРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ23.2.1. РефракцияКоэффициент рефракции или, так как относительная магнитная проницаемость близка к единице, диэлектрическая проницаемость земной атмосферы является функцией плотности воздуха и содержания водяных паров и, хотя ее величина почти равна единице [19, 92], она оказывает значительное влияние на скорость распространения [66, 148, 271]. Такие рефракционные эффекты видоизменяют [167, 386] распространение радиоволн. Данные о распределении диэлектрической проницаемости [126] атмосферы обычно собирают с помощью самолетных рефрактометров [72]. Разработано несколько типов таких приборов в [28, 186, 256, 263, 293, 376], которые обычно состоят из двух генераторов СВЧ, частоты которых стабилизированы с помощью герметизированного эталонного объемного резонатора, имеющего температурную компенсацию [65]; возможно также применение конструкции с открытыми выводами [295]. Изменения диэлектрической проницаемости записываются на бумажную ленту. С помощью таких рефрактометров были проведены [26, 27, 29, 55, 69, 70, 71, 72, 127, 320, 340, 365] многочисленные измерения диэлектрической проницаемости атмосферы на различных высотах. Плотность воздуха зависит не только от высоты, но и от температуры. В нормальной хорошо перемешанной атмосфере температура уменьшается на
Распределение диэлектрической проницаемости в атмосфере обладает тонкой структурой, и возникающие изменения траектории распространения приводят к изменениям сигнала. При этом луч подвергается [221, 294, 314] серии беспорядочных фазовых задержек, так как он сначала проходит более плотные, а затем менее плотные слои атмосферы. Флюктуации фазы
Рис. 23.6. Распространение радиоволны в атмосфере Земли: а — распределение температуры; б - распределение влажности; в — рефракция радиоволн в стандартных и нестандартных условиих. (См. [33].) где Ввиду наличия градиента диэлектрической проницаемости в направлении, перпендикулярном траектории луча, возникают «мерцания» [93] или беспорядочные изменения угла прихода. Для антенны с ограниченной апертурой фаза суммарного сигнала является средней величиной для всех лучей, которые попадают в апертуру, в связи с чем флюктуации сглаживаются [334]. Пространственные флюктуации диэлектрической проницаемости приводят также к обратному рассеянию [95, 111] радиоволн, что часто наблюдается как эффект отражения от атмосферы [13, 17, 75, 108, 111, 149]. Так как траектория радиоволн в земной атмосфере редко представляет собой прямую линию, то изменение условий вызывает большие изменения уровня сигнала во времени, называемые федингами. При нормальном градиенте показателя преломления фединги обязаны своим происхождением эффектам многолучевого распространения [205, 232], которые вызываются как интерференцией между прямой и отраженной от поверхности волнами, так и интерференцией между двумя или большим числом отдельных лучей в атмосфере. Проводились [74, 128, 170, 171, 172,355] наблюдения федингов над земной поверхностью, включая траектории с чередующимися скатами [309]. В результате измерений коэффициента усиления в зависимости от высоты, выполненных на частоте По-видимому, фединги бывают особенно сильными над такими поверхностями, как ровные долины или вода, коэффициент отражения которых близок к единице. В этих случаях в зависимости от атмосферных условий прямой и отраженные лучи будут иногда складываться, а иногда компенсировать друг друга. Фединги можно уменьшить, располагая две антенны на разных высотах. Наблюдения [31] на оптической траектории при частотах 3,27 и замираний колебалась от 15 до 120 мин. Измерения длительности и скорости замираний [121], проведенные на частотах При определенных метеорологических условиях температура и удельная влажность атмосферы изменяются с высотой, как показано на рис. 23,6, а и б сплошными линиями. Диэлектрическая проницаемость на небольших высотах возрастает, так что траектории радиоволн имеют тенденцию отклоняться от поверхности Земли, затем на высотах, где существует нормальная рефракция, они могут повернуть к Земле и, достигнув ее поверхности, снова от нее отразиться. Как показал Букер [33], волны при этом попадают в атмосферный канал или волновод, что изображено на рис. 23.6, в. Эго явление можно описать, пользуясь последовательностью характеристических волн вида Влияние такого радиоволновода на распространение радиоволн изучалось [5, 6] с учетом климатологических данных. Так как локальные изменения атмосферы могут оказывать на распространение радиоволн существенное влияние, то понятие модифицированного радиуса Земли почти бесполезно и для различных типов поверхностей, частот и времен распространения приходится обращаться к статистическим данным. Показано [193, 194], что испарение над морем приводит к образованию вблизи поверхности слоя, имеющего очень высокое содержание водяных паров, которое быстро уменьшается с высотой; это создает полупостоянный волновод высотой до нескольких десятков метров, наличие которого весьма существенно на частотах свыше
|
1 |
Оглавление
|