雨滴大小接近或大于波长,当电波通过雨区传播时,雨滴除吸收一部分能量外,还使入射波向各个方向散射

回答: Dirac空穴理论的推广与暗物质marketreflections2010-02-26 09:58:12

标题:对流层电波传播中雨衰减的简单小结
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1.在微波和波长更短的波段,雨水的电导率较高,雨滴大小接近或大于波长,当电波通过雨区传播时,雨滴除吸收一部分能量外,还使入射波向各个方向散射。对于几吉赫以上频段的无线电系统,雨衰减是限制其性能的主要因素之一,它使传播中断概率增大、有效作用距离缩短。

2.单位路径长度上的雨衰减即衰减率,主要与频率和雨滴尺度分布即雨滴谱有关。雨水温度只对20吉赫以下频段影响较大。由于实际雨滴的非球对称性,雨衰减还与极化有关,水平极化波的衰减大于垂直极化波的衰减。

3.实验表明,雨滴谱服从劳斯-帕森斯分布。在吉赫以下,雨衰减随频率迅速增大,在100吉赫以上变化较平缓,到1000吉赫则接近光学极限。实用的预测方法是利用点雨强的累积分布,预测路径雨衰减的长期分布,如等效路径长度法和等效路径平均雨强法。

4.地面和地空路径雨衰减可以通过测量晴天和降雨时接收电平之差直接得出。辐射计和测雨雷达广泛用于地空电路的雨衰减测量。测雨雷达,特别是双频或双极化雷达,可以测量雨滴谱特性,并给出雨强的时空变化。这是研究地空路径分集特性的有效工具。为了减小雨衰减的影响,利用降雨的空间不均匀性,可采用站址分集的方法。分集效果与站距有关,站距一般为几公里到十几公里。为了提高分集效果,须加强对各个雨气候区降雨空间结构的了解,以便根据具体路径选择合适的站距和基线取向。站址分集的研究尚不够成熟,但它对于减小频率较高、雨衰减较大的通信系统(如吉赫的卫星通信广播系统)的传播中断率具有重要意义。

本文引用地址:http://sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=294650

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标题:对流层电波传播中的大气吸收简单小结
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1.在微波和毫米波段,氧和水汽是大气气体吸收的主要成分。氧分子具有磁偶极矩,水分子具有剩余电偶极矩。在电磁场的作用下,当电磁波的频率与分子转动能级跃迁频率一致时,分子吸收电磁波的能量,其转动能级由低向高跃迁,形成共振吸收。在分子碰撞的情况下,这种共振吸收谱线不是频率单一的谱线,而是有一定的频谱宽度。这样,氧和水汽不仅激烈地吸收频率与吸收谱线中心频率十分相近的电磁波,也会吸收频率不一致的电磁波。

2.水汽和氧的吸收系数都是吸收谱线中心频率、谱线强度与谱线半宽度三个参数的函数。氧在118.75吉赫有一孤立吸收线;在48.4~71.05吉赫的频率范围有45根谱线,形成一个以60吉赫为中心的吸收带;此外,还有一根谱线在零频。水汽有很多谱线,在350吉赫以下频段有三根谱线分别在22.3吉赫、183.5吉赫和323.8吉赫频率上。谱线的强度和半宽度与大气压力、温度和水汽密度有关。因此,可以利用气象仪器测得的气压、温度和水汽密度计算某一频率的氧和水汽的吸收系数。

本文引用地址:http://sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=294637

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标题:电波传播中对流层电波传播的简单小结
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1.对流层电波传播是受地球大气低层电特性所制约的电波传播,包括对流层中和透过对流层的电波传播。对流层位于地球大气低层,自地面向上延伸,延伸高度在极区约为9公里,在赤道上空约为17公里,在中纬区约为12公里。除局部的温度逆转外,对流层温度随高度的增加而递减。

2.折射率随时间和空间而变化,包括大尺度的、较缓慢的宏观变化和小尺度的、较快的湍流起伏。宏观变化可按高度分层,其长期平均高度剖面可由负指数模式描述;短期平均高度剖面和折射率垂直梯度在长的统计期间随机变化。在一定地区的小部分时间内,某些大气过程在一定高度范围内会形成异常的负或正折射率梯度层。湍流结构一般可视为各向同性,但也可能出现高度各向异性。

3.在10吉赫以上频段中,大气分子、水汽凝结体和其他大气微粒呈现出程度不等的、与频率有关的复介电特性。大气分子的电特性与大气的温度、湿度和压强也有关系。水汽凝结体等的细微结构(形状、尺度分布、取向和降落速度等)和时空变化是十分重要的无线电气象参数。对流层中主要的传播方式或效应有:大气折射、波导传播、对流层散射、多径传播、大气吸收,以及水汽凝结体和其他大气微粒的吸收和散射。

本文引用地址:http://sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=294634

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标题:电波传播的简单小结
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1.电波传播是关于无线电波在地球、地球大气层和宇宙空间中传播过程的理论。电波受媒质和媒质交界面的作用,产生反射、散射、折射、绕射和吸收等现象,使电波的特性参量如幅度、相位、极化、传播方向等发生变化。电波传播已形成电子学的一个分支,它研究无线电波与媒质间的这种相互作用,阐明其物理机理,计算传播过程中的各种特性参量,为各种电子系统工程的方案论证、最佳工作条件选择和传播误差修正等提供数据和资料。根据电波传播原理,用无线电波来进行探测,是研究电离层、磁层等的有效手段。电波传播为大气物理和高层大气物理等的研究提供探测方法,积累大批资料,提供数据分析的理论基础。

2.电磁波频谱的范围极其宽广,是一种巨大的资源。电波传播的研究是开拓利用这些资源的重要方面。它主要研究几赫到3000吉赫的无线电波,同时也研究3000吉赫到384太赫的红外线,384太赫到太赫的光波的传播问题。电波传播所涉及的媒质有地球(地下、水下和地球表面等)、地球大气(对流层、电离层和磁层等)、日地空间以及星际空间等。这些媒质多数是自然界存在的,但也有许多人工产生的媒质,如火箭喷焰等离子体和飞行器再入大气层时产生的等离子体等,也是电波传播的研究对象。这些媒质的结构千差万别,电气特性各异。

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