Распространение радиоволн рассеяние

Объяснение этих явлений имеет много общего с явлением пульсаций интенсивности звука, распространяющегося в атмосфере они также вызываются атмосферной турбулентностью, которая приводит к пульсациям плотности воздуха, а следовательно, и коэффициента преломления для световых волн. В последнее время установлено также, что турбулентность атмосферы приводит к ряду важных и интересных явлений при распространении радиоволн сантиметрового диапазона (рассеяние, флюктуации уровня сигнала и флюктуации скорости распространения радиоволн). [c.232]

Отметим, что подобное явление в конце 40-х годов было открыто при распространении радиоволн. Было обнаружено, что на ультракоротких волнах (метровый и сантиметровый диапазон волн), распространяющихся только в пределах прямой видимости, возможен прием сигналов далеко за пределами прямой видимости. При этом такой прием не связан с образованиями слоев коэффициента преломления для радиоволн, которые могли бы служить своеобразными каналами или волноводами и приводить к сверхдальнему распространению радиоволн. В дальнейшем было предположено и в значительной степени это предположение было обосновано как теоретически, так и экспериментально, что такой прием сигналов за радиогоризонтом оказывается возможным благодаря рассеянию радиоволн в объеме пересечения характеристик направленности передатчика и приемника. Это рассеяние, так же как и рассеяние звука, вызывается неоднородностями коэффициента преломления для радиоволн. Только в отличие от звука (когда флюктуации коэффициента преломления вызваны пульсациями скорости и температуры) эти неоднородности, также вызываемые турбулентностью атмосферы, состоят в флюктуациях температуры и влажности. Температуру и влажность можно рассматривать как некоторые пассивные примеси, которые перемешиваются полем пульсаций скоростей турбулентного потока. Сами по себе относительные отклонения коэффициента преломления от среднего значения чрезвычайно малы и составляют для обычных условий состояния атмосферы всего каких-нибудь несколько единиц на 10" , тем не менее они оказываются достаточными для того, чтобы принимать рассеянный сигнал далеко за горизонтом, при достаточной мощности радиопередатчика и достаточной чувствительности приемника. Такое рассеяние радиоволн (его называют тропосферным рассеянием) дает возможность осуществлять радиосвязь (правда, не всегда устойчивую) на расстоянии порядка нескольких сот километров. Рассеяние радиоволн подобного же типа на неоднородностях коэффициента преломления в ионосфере (такое рассеяние называют ионосферным рассеянием), благодаря расположению объема V на большей высоте над земной поверхностью, дает возможность осуществления радиосвязи на расстояния свыше 1000 км. Ясно, насколько важны эти явления рассеяния они могут дать возможность осуществления телевизионных передач и радиосвязи на ультракоротких волнах далеко за пределы прямой видимости. [c.244]

РАДИОЛИНИИ МЕТЕОРНЫЕ — линии радиосвязи, основанные па рассеянии радиоволн в ионизированных следах метеоров. Дальность действия Р. м. 1300 км (см. Радиолокационная астрономия, Распространение радиоволн). [c.288]

В других случаях турбулентность выступает как источник неоднородностей, вызывающих рассеяние радиоволн. Это явление играет важную роль при дальнем распространении ультракоротких радиоволн за горизонт, так как рассеянное поле может значительно превосходить поле, обусловленное дифракцией вокруг поверхности Земли. По-видимому, в явлении дальнего тропосферного распространения УКВ рассеяние на турбулентных флуктуациях не является единственной причиной. Тем не менее подробное развитие теории этого явления и сопоставление ее выводов с экспериментальными данными чрезвычайно существенны для выяснения механизма дальнего тропосферного распространения (это замечание относится, конечно, и к другим теориям, выдвигаемым для объяснения дальнего распространения УКВ за горизонт). [c.6]

Можно указать на две различные физические причины, вызывающие поглощение радиоволн в капельках воды. Прежде всего, каждую капельку можно рассматривать как полупроводник, в котором распространяющаяся радиоволна наводит токи смещения. Плотность этих токов значительна, поскольку диэлектрическая проницаемость воды примерно в 80 раз превышает диэлектрическую проницаемость окружающего воздуха. В то же время плотность токов смещения пропорциональна частоте, поэтому значительные токи могут возникнуть в капельках боды только на самых высоких частотах диапазона сантиметровых и миллиметровых волн. Возникающие в капельках воды потери энергии и приводят к поглощению радиоволн. Кроме того, наводимые в капельках дождя или тумана токи являются источником рассеянного или вторичного излучения. Такое рассеяние практически создает эффект поглощения в направлении распространения радиоволн, так как вместо [c.175]

Широкое использование их для практических целей одновременно ставило задачи и перед другими разделами радиоэлектроники. Прежде всего, например, возникали вопросы, относящиеся к исследованию своеобразных колебательных систем, используемых в этой области техники. Подлежали глубокому рассмотрению вопросы внутренней электродинамики полых резонаторов и направляющих устройств. Ставились и разрешались вопросы внешней электродинамики, главным образом в связи с развитием радиолокации. Надо было теоретически и практически изучить излучение и прием радиоволн новых диапазонов. По-другому пришлось подойти к расчету и конструированию антенных устройств. Предстояло разобраться в явлениях отражения ультракоротких волн от различных целей , начиная от простых геометрических фигур и кончая сложными телами, какими на практике могли быть корабли, самолеты, ракеты, спутники Земли и другие объекты. Очень большое внимание надо было уделить вопросам распространения волн (влияния подстилающей поверхности, дифракции, рефракции, поляризации и др.). Были подвергнуты изучению явления поглощения и рассеяния ультракоротких волн естественными и искусственными образованиями в атмосфере, в газах, аэрозолях, при наличии метеорологических неоднородностей в атмосфере, отражения от метеорных следов и т. п. Находились в центре внимания также и задачи, связанные с отысканием способов уменьшения или полного устранения отражений этих волн и многое другое. Наконец, нужно было разработать совершенно новые методы измерений и создать для этого измерительную технику. [c.381]

Коротковолновые колебания И. обычно рассматриваются в задачах о распространении волн в И. (в част-пости, радиоволн в ионосфере). Для таких волн можно пользоваться приближением геометрич. оптики, т. е., пренебрегая эффектом дифракции, перейти к представлению о лучах. Такое приближение позволяет полу чить довольно полную картину распространения коротковолновых колебаний в неоднородной П., за исключением неи-рых более тонких эффектов, связанных с отражением волн от более плотных слоев П., с рассеянием волн на неоднородностях и т. д. (см. Ионосфера). [c.21]

Вопрос о рассеянии волн атмосферной турбулентностью привлек к себе значительное внимание в связи с экспериментально обнаруженным явлением дальнего тропосферного распространения ультракоротких волн. Наблюдаемые за горизонтом значения напряженности поля при этом значительно превосходят тот уровень, который может быть объяснен дифракцией радиоволн вокруг поверхности Земли. Букер и Гордон [63] высказали [c.139]

Более многочисленные измерения флуктуаций температуры в тропосфере после пересчета на значения С приводят к значениям 0,001 -г- 0,020 Л -ед/сж / . Сопоставление приведенных значений Сп с экспериментами по дальнему тропосферному распространению УКВ приводит к выводу, что эффект рассеяния радиоволн турбулентными неоднородностями способен объяснить слабую компоненту принимаемого сигнала, наблюдающуюся большую часть времени. По-видимому, более редкие и интенсивные поля при дальнем распространении УКВ могут быть обусловлены и другими механизмами распространения (атмосферные волноводы, отражение от слоев атмосферы с сильными градиентами показателя преломления и т. д.). [c.196]

Флуктуации п в турбулентной среде приводят к ряду интересных явлений при распространении через такую среду звуковых волн, радиоволн и света. К их числу относятся флуктуации фазы и угла прихода волн, амплитуды или уровня сигнала, рассеяние волн и другие. [c.170]

МЕТРОВЫЕ ВОЛНЫ — радиоволны в диапазоне частот от 30 до 300 МГц (длины волн 1—10 м). М. в. распространяются преим. как земные волны в пределах прямой видимости на расстояния до неск. десятков км. Характеристики распространения М. в. существенно зависят от рельефа местности и типа подстилающей поверхности. Влияние атмосферы Земли выражается в рассеянии М. в. слабыми неоднородностями ионосферы и тропосферы, отражении М. в. от ионизиров. следов метеоров и искусств, ионизиров. областей в атмосфере, что приводит к дальнему (на расстояния до 2 тыс. км) распространению М. в. (см. Загаризонтное распространение радиоволн, Метеорная радиосвязь). М. В. широко используют в радиовещании и телевидении, в метеорных системах связи и радиолиниях ионосферного рассеяния, а также при диагностике ионосферной плазмы с борта ИСЗ, ракет и т. п. [c.126]

Электродинамика, в осн. опирающаяся на ур-ния Максвелла в линейных средах, обеспечила понимание процессов излучения, распространения и приёма радиоволн. Это позволило создать разд. элементы радиоаппаратуры как в ДВ-диапазонах (системы с сосредоточ. параметрами — колебат. контуры, фильтры, преобразователи и т. п.), так и в КВ-диапазонах (системы с распределёнными параметрами — линии передачи, волноводы, объёмные резонаторы, аттенюаторы и т. п.). Осн, направления исследования излучение и распространение радиоволн в раэл. средах (напр., в кос-мич. плазме), с учётом анизотропии, поглощения, рефракции и дифракции, рассеяния, отражения и нелинейных эффектов, связанных со взаимодействием излучения с веществом, создание мн. типов антенн. [c.236]

Существенной особенностью УКВ является отсутствие регулярного зеркального отражения от ионосферы. Исключением является загоризонтное распространение радиоволн (метровых волн), происходящее в осн. за счет рассеяния их на ионизованных метеорных следах (см, также Метеорная радиосвязь), а также при наличии спорадических , слоев, способных иногда отражать радиоволны вплоть до частот 50—60 МГц. При этом возможно многоскачковое распространение радиоволн в волноводе Земля—ионосфера с предельной дальностью скачка 2000 км (см. Волноводное распространение радиоволн). Значит, влияние на распространение УКВ оказывает тропосфера Земли. Для тропо-с( йры характерны следующие механизмы загоризонтного распространения УКВ нормальная (стандартная) рефракция лучей, рассеяние на турбулентных флуктуациях показателя преломления, каналирование энергии в тропосферном волноводе, отражение от приподнятых инверсных слоев (см. Распространение радиоволи). Учёт рефракций при радиосвязи на УКВ приводит к увеличению предельной дальности в случае нормальной рефракш1и [c.218]

Примерно такое же (до 100—150 км) увеличение предельной дальности наблюдается при распространении УКВ в поверхностном тропосферном волноводе, где распространяются гл. обр, волны СВЧ- и КВЧ-диапазонов. Значительное (до неск. сотен км) увеличение протяжённости линий связи между наземными пунктами возможно за счёт рассеяния (или перензлучения) УКВ на неоднородностях тропосферы (т, н. дальнее тропосферное распространение см. также Сверхдальнее распространение радиоволн). При этом, однако, уровень поля в точке приёма подвержен хаотич. изменениям. Усреднённый коэф. ослабления уровня поля зависит от протяжённости трассы и колеблется от —65 до —ПО дБ. Значит, увеличение уровня поля в точке приёма может наблюдаться при наличии приподнятых Af-инверсий, образующихся при повыш. влажности в областях высокого атм. давления. Рассеяние УКВ происходит на флуктуациях коэф. преломления стратосферы (высоты области рассеяния до 15—20 км), однако усреднённый коэф. ослабления уровня поля на таких трассах (от 700 до 1300 км) составляет 150 дБ. При длинах волн более 10 см среда ведёт себя как идеальный диэлектрик и распространение УКВ в тропосфере происходит без к.-л. дополнит, потерь энергии, П зи <10 см становятся существенными рассеяние и поглощение волн атм. осадками. Напр., ослабление волн с 1 см в условиях ливня достигает 18 дБ/км. При осадках в виде града и достаточно больших размерах градин возрастают потери из-за [c.218]

РадиоЕолновые методы используют для обнаружения дефекта в контролируемом изделии рассеяние радиоволны дефектом, являющимся неоднородностью в среде, где происходит распространение радиоволны. Регистрация дефекта осуществляется путем измерения величин, связанных с отражением от дефекта или увеличением затухания радиоволны. [c.454]

МВ при оугределенных нерегулярных состояниях ионосферы (нанр., в годы высокой солнечной активности) могут распространяться на расстояние в Н1 ск. тыс. им за счет отражений от слоев и снорадич. слоя иоиос(феры. К роме того, из-за рассеяния на неоднородностях области В и Н ионосферы и отражений от ионизованных следов метеоров УГВ распространяются иа расстояния 2000 км. Метеорные ЛИНИН снизи вследствие прерывности этого капала требуют сложного оборудования [запоминающих устройств и системы автоматики). Волпы в диапазоне 3 С.М —. и свободно проникают сквозь земную атмосферу и позтому применяются в космич. связи и в радиоастрономии (см. также Распространение радиоволн). СМВ и более короткие во.тпы применяются для передачи информации по волноводам и др. направляющим системам. [c.244]

При распространении радиоволн в тропосфере ослабление их интенсивности может быть обусловлено по1Лощеннсм в частицах гидрометеоров (дождь, град, туман, облака, снег) и рассеянием радиоволн на этих частицах. Вторая причина по-существу не является поглощением,т. к. здесь происходит не преобразование электромагнитной энергии, а ее пространств, перераспределение. В общем случае коэфф. поглощения в гидрометеорах выражается ф-лой (в предположении сферич- [c.70]

РАДИОМЕТЕОРОЛОГИЯ изучает, с одной стороны, влияние метеорологич. условий в тропосфгае и стратосфере на распространение радиоволн (гл. обр. на УКВ), с другой — явления в тропосфере и стратосфере по характеристикам принимаемого радиосигнала. При распространении радиоволн в тропосфере и стратосфере нроисходит их преломление, поглощение, отражение и рассеяние. Интенсивность каждого из этих явлений определяется состоянием тропосферы и стратосферы в данный момент времени. Поэтому распространяющийся радиосигнал содержит информацию о состоянии этих сред в чрстности, о вертикальном и горизонтальном распределении диэлектрич. [c.295]

В раде прикладных задач эти вопросы образуют единую проблему, взаимодействуют между собой сложным образом и не являются независимыми в других технических приложениях некоторые из них можно рассматривать как независимые, хотя эта независимость требует дополнительного обоснования. Детерминированная или вероятностная нестахщонар-ность может иметь времени или п странственную зависимость рассматриваемый процесс может обладать одновременно пространственной и временной нестационарной структурой. В большинсгве работ пространственно нестационарные процессы называют неоднородными мы также будем придерживаться этого термина. Следует отметить, - что в большинстве теоретических и экспериментальных работ случайные стационарные процессы и почти во всех работах случайные нестационарные процессы анализируют во временной области. Вместе с тем, часто распространение и рассеяние волн различной физической природы на пространственных неоднородностях среды или граничных поверхностях рассматриваются как во временной, так и в пространственной областях. Так, в работе [62] пространственные неоднородности предполагаются замороженными во времени в работе [l] рассматривается рассеяние акустических и радиоволн на неоднородностях поверхности, являющихся случайньши функциями координат и времени. [c.4]

Проблема распространения и рассеяния волн в атмосфере, океане и биологических средах в последние годы становится все более важной, особенно в таких областях науки и техники как связь, дистанционное зондирование и обнаружение. Свойства указанных сред, вообще говоря, подвержены случайным изменениям в пространстве и времени, в результате чего амплитуда и фаза распространяющихся в них волн также могут претерпевать пространственно-временные флуктуации. Эти флуктуации и рассеяние волн играют важную роль во многих проблемах, представляющих практический интерес. При рассмотрении вопросов связи приходится сталкиваться с амплитудно-фазовыми флуктуациями волн, распространяющихся в турбулентной атмосфере и турбулентном океане, а также с такими понятиями, как время когерентности и полоса когерентности волн в среде. Рассеянные турбулентной средой волны можно использовать для установления загоризонтной связи. Диагностика турбулентности прозрачного воздуха, основанная на рассеянии волн, даег существенный вклад в решение вопроса о безопасной навигации. Геофизики интересуются флуктуациями волн, возникающими при их распространении через атмосферы планет, и таким способом получают информацию о турбулентности и динамических характеристиках этих атмосфер. Биологи могут использовать флуктуации и рассеяние акустических волн с диагностическими целями. В радиолокации могут возникать мешающие эхо-сигналы от ураганов, дождя, снега или града. Зондир вание геологических сред с помощью электромагнитных и акустических волн требует знания характеристик, рассеяния случайно распределенных в пространстве неоднородностей. Упомянем, наконец, недавно возникшую область океанографии — радиоокеаногра-фию (исследование свойств океана по рассеянию радиоволн). Центральным пунктом этой методики является знание характеристик волн, рассеянных на шероховатой поверхности. [c.6]

При распространении волн в среде со случайными крупномасштабными (по сравнению с длиной волны) неоднородностями из-за эффекта многократного рассеяния вперед флуктуации волпо-вого поля быстро нарастают с расстоянием. Начиная с некоторого расстояния, становятся непригодными расчеты по теории возмущений в той или иной ее форме (область сильных флуктуаций). Этот эффект был обнаружен экспериментально Грачевой и Гурви-чем [98] в опытах по распространению света в турбулентной атмосфере и в дальнейшем исследовался более подробно во многих работах [99]. Сильные флуктуации интенсивности могут возникать при распространении радиоволн через ионосферу, солнечную корону или межзвездную среду [100], при просвечивании атмосферы планет во время покрытия ими естественных или искусственных источников излучения [101] и в ряде других случаев. [c.247]

Решение задачи об отражении полутеневого поля необходимо для расчета двухзеркальных антенн, в которых угловые размеры большого зеркала превышают размеры углового малого зеркала (см. рис, 4.21) и края большого зеркала не освещены ГО полем (антенну такого типа имеет известный радиотелескоп в Ареснбо). Задача о дифракции полутеневого поля на кромке возникает при расчетах рупорно-параболических антенн (рис, 4.19) и в теории распространения радиоволн в гористых местностях, когда первичное поле испытывает последовательное рассеяние на двух или более вершинах. [c.125]

Тропосфера — нижний слой атмосферы Земли (см. часть первую, гл, 5, 3)—вызывает искривление направления распространения радиоволн (рефракцию), рассеяние их энергии неоднородностями тропосферы и гидрометеорами и яоглощенче знергин. [c.264]

Отметим, что наличие быстрых замираний явилось основой для предположения о механизме дальнего тропосферного расл,ространения путём рассеяния. Действительно, при постоянной мощности передатчика быстрое изменение амплитуды лоля в точке дриёма может яэиться результатом только быстрых изменений свойств среды, через которую происходит распространение радиоволн. [c.18]

ДИФРАКЦИЯ волн (от лат. dif-fr a tus — разломанный, преломлённый), в первоначальном узком смысле — огибание волнами препятствий, в современном более широком — любое отклонение при распространении волн от законов геометрической оптики. При таком общем толковании Д, в. переплетается с явлениями распространения и рассеяния волн в неоднородных средах. Благодаря дифракции волны могут попадать в область геом. тени огибать препятствия, стелиться вдоль поверхностей, проникать через небольшие отверстия в экранах и т, п. Напр., звук может быть услышан за углом дома или радиоволна может проникнуть за горизонт даже без отражения от ионосферы, [c.170]

На Р. р. большое влияние оказывают область АО, как наиб, нерегулярная с широким спектром мелкомасштабных неоднородностей от сотен м до десятков км, к-рые могут быть результатом как прямого высыпания энергичных частиц, так и следствием плазменных неустойчивостей, связанных с электрич. полями магни-тосферного происхождения, а также область ГИП е большими горизонтальными градиентами электронной концентрации. Эффект горизонтальных градиентов ГИП и в ряде случаев и рассеяние на неоднородностях АО состоит в появлении нестандартного ВЧ-распростра-нения с отклонением траектории радиоволны от плоскости дуги большого круга. Эти т. н. азимутальные отклонения траекторий достигают 10—30° и более. У сигналов с азимутальными отклонениями время распространения значительно больше (до 50—100%), чем у нормальных сигналов, распространяющихся в плоскости дуги большого круга, а их максимальная наблюдаемая частота обычно выше в 1,54-7,5 раза. Сигналы с азимутальными отклонениями наиб, часты зимой и в равноденствие. Их появление, как правило, ухудшает радиосвязь, особенно в случае применения остронап- [c.262]

Модель (2) является достаточно общей. При определенных условиях подобной моделью описываются, например, информационные сигналы на входе многих реальных приемных устройств, флюктуационные явления в автогенераторах, амплитудные и фазовые искажения при распространении электромагнитных и акустических волн в случайно-неоднородных средах, эффекты рассеяния радиоволн на шероховатых поверхностях. Следует также подчеркнуть, что при соответствующем выборе параметров такая модель успешно используется не только для представления сигнала, но и для описания узкополосных флюктуационных шумов. [c.36]

Механизм Р. р. связан с явлениями отражения, дифракции, рефракции, поглощения и рассеяния радиоволн и различен для разных диапазонов длин волн X. Сверхдлинные волны (СДВ X > 10 ООО. ч) сравнительно слабо поглощаются земной корой. На их распространение над Землей сильно влияет ионосфера, нижние слои к-рой вместе с земной поверхностью образуют сферич. волновод, внутри к-рого распространяются СДВ (многократное отражение от ионосферы и земной поверхности). Длинные волны (ДВ X = 10 000—1000 м) сильно поглощаются земной корой. Они хорошо огибают Землю как за счет дифракции вокруг Земли (поверхностные или земные волны), так и за счет волновода земная поверхность — ионосфера (пространственные, или ионосферные волны). Средние волны (СВ Я, = 1000—100 м) сильно поглощаются нижней областью D ионосферы днем, когда область D сз ществует, они распространяются только за счет дифракции вокруг Земли (земные волны) ночью же, когда область D исчезает, дальность их распространения резко возрастает за счет отражения от верхних слоев ионосферы (ионосферные волны). На распространение СВ сильно влияют элоЕ трич. неоднородности почвы и неровности земной поверхности. Короткие волны (КВ Я == 100—10 м) за счет дифракции вокруг Земли распространяются на сравнительно небольшие расстояния. Однако за счет отражения от ионосферы оии могут распространяться до антипода (противоположная точка земного пшра). [c.336]

Резюмируя, можно сказать, что явление рассеяния радиоволн турбулентностью атмосферы, несомненно, играет определенную роль в явлении дальнего тропосферного распространения, так как наблюдаемые уровни сигнала (точнее, слабая компонента сигнала, существующая большую часть времени) хорошо соответствуют эксперимептально исследованному уровню флуктуаций показателя преломления. [c.197]

При распространении волн различной природы — звука, света, радиоволн — в турбулентной среде (например, в земной атмосфере и Б море) возникает ряд флюктуационных явлений, таких, как рассеяние волн на случайных (турбулентных) неоднородностях среды или пульсации амплитуды и фазы прошедших через среду волн, создающие мерцание и дрожание изображений источников излучения в приемных устройствах. Эти флюктуационные явления имеют большое значение в ряде важных практических задач. Так, мерцание звезд и внеземных естественных радиоисточников создает помехи для оптической астрономии и радиоастрономии подобные же помехи могут иметь место в случае оптической связи и радиосвязи с искусственными спутниками Земли и космическими ракетами. С аналогичными помехами встречается и гидроакустическая связь в море. Наоборот, рассеяние коротких радиоволн на нерегулярных неоднородностях тропосферы создает возможности для дальней телевизионной связи и потому может быть полезным. [c.546]

Смотреть страницы где упоминается термин Распространение радиоволн рассеяние : [c.437] [c.135] [c.310] [c.671] [c.43] [c.267] [c.277] [c.563] [c.352] [c.27] [c.276] [c.426] [c.344] [c.351] [c.2] [c.139] [c.343] [c.244] [c.258] [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...