Распространение электромагнитных волн в турбулентной атмосфере

Пульсации диэлектрической проницаемости делают турбулентную атмосферу неоднородной средой со слабыми (случайными) неоднородностями, которые приводят к рассеянию электромагнитных волн и флюктуациям их амплитуд, фаз, частот и других параметров. Мы будем изучать распространение электромагнитных волн в турбулентной атмосфере лишь на не слишком больших расстояниях Ь, удовлетворяющих условию [c.548]

Задачу о распространении электромагнитных волн в турбулентной атмосфере мы будем рассматривать в следующей упрощенной формулировке. Пусть турбулентность сосредоточена лишь в некотором объеме V (так что п (х) отлично от нуля лишь при х У), и на этот объем падает плоская волна = рА где р — единичный вектор, перпендикулярный направлению распространения волны (вектору к) и характеризующий ее поляризацию, — амплитуда и 50 —кл — фаза волны. Соответствующая этой волне плотность потока электромагнитной энергии, определяемая по формуле (26.7), равна [c.549]

РАСПРОСТРАНЕНИЕ КОРОТКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ И ЗВУКОВЫХ ВОЛН в ТУРБУЛЕНТНОЙ АТМОСФЕРЕ В ПРЕДЕЛАХ ПРЯМОЙ ВИДИМОСТИ [c.213]

С тех пор развитие статистической теории турбулентности и связанных с ней экспериментов привело к ряду существенных результатов. Подробное изложение современной статистической теории турбулентности и ее экспериментального исследования дано в работах [15—20]. Эта теория оказалась важной для проблемы турбулентность и волны как для распространения акустических волн в атмосфере и море, так и для распространения электромагнитных волн в атмосфере, ионосфере и плазме. Здесь мы ограничимся кратким изложением лишь самых основных сведений об этой теории, необходимых нам в дальнейшем. [c.28]

Изучение закономерностей взаимодействия электромагнитных волн оптического диапазона с атмосферой как поглош.ающей, рассеивающей и случайно-неоднородной средой достигло сегодня такого уровня, при котором стало возможным получение надежных количественных данных о поглощении и рассеянии солнечного и любого другого оптического излучения для данной реальной физической модели атмосферы с высоким пространственно-временным разрешением и с учетом атмосферной турбулентности, Другими словами, в настоящее время достигнут существенный прогресс в решении прямых задач проблемы распространения электромагнитных волн оптического диапазона в атмосфере. Одновременно значительно продвинуто и решение соответствующих обратных задач, являющихся основой современных достаточно развитых дистанционных методов оптического зондирования атмосферы (как пассивных, так и активных). [c.5]

В главах 1 и 2 книги содержатся сведения о турбулентных флуктуациях показателя преломления и методах теории распространения электромагнитных волн оптического диапазона в случайно-неоднородных средах. Специальный раздел посвящен методам решения задач на локационных трассах. В главах 3—6 излагаются результаты экспериментальных и теоретических исследований статистических характеристик поля пучков оптического излучения, распространяющегося в турбулентной атмосфере на связных трассах. Анализируются средняя интенсивность, когерентность, пространственно-временная структура флуктуаций фазы и интенсивности излучения, случайная рефракция оптических пучков в зависимости от турбулентности на трассе и параметров приемной и передающей оптических систем. В главах 7 и 8 рассматриваются результаты исследований распространения лазерного излучения на локационных трассах. Дается последовательный теоретический анализ влияния интенсивности турбулентности, свойств отражающей поверхности и параметров лазерного источника, отражателя и приемника на эффекты, обусловленные корреляцией встречных волн. Систематизируются результаты экспериментальных исследований распространения лазерного излучения на трассах с отражением в турбулентной атмосфере. В главе 9 описаны методы и аппаратура лазерного зондирования атмосферной турбулентности. [c.6]

Задачи распространения звука в турбулентной среде играют существенную роль в атмосферной акустике и гидроакустике электромагнитных волн в атмосфере — в атмосферной оптике, распространении лазерного излучения, радиосвязи, астрономии. Мы обсудим лишь наиболее простые акустические задачи из всей этой большой проблемы, которую можно назвать турбулентность и волны . [c.170]

Используем уравнения (26.6) прежде всего для описания рассеяния электромагнитных волн на оптических неоднородностях, сосредоточенных в объеме V. Явление рассеяния радиоволн в турбулентной атмосфере имеет большое практическое значение, так как оно создает принципиальные возможности использования ультракоротких волн для целей дальней радиосвязи. Действительно, наблюдаемые случаи распространения ультракоротких радиоволн в атмосфере на большие расстояния за пределы радиогоризонта объясняются, по-видимому, именно рассеянием волн на турбулентных неоднородностях коэффициента преломления в тропосфере. [c.549]

Мы проанализируем здесь возможность определения величины С (г) по измерениям дисперсии пульсаций логарифма интенсивности излучения распространяющейся монохроматической оптической волны при дистанционном зондировании турбулентной атмосферы светом от звезды с борта космического аппарата, основываясь на фундаментальных принципах теории распространения электромагнитных волн в турбулизованной атмосфере (Обухов, 1953 Татарский, 1967 Гурвич, 1968 Рытое и др., 1978). Мы будем опираться на эти работы при использовании результатов расчета флуктуаций амплитуды (и фазы) плоской монохроматической волны на основе решения волнового уравнения методом малых и плавных возмущений (МПВ). [c.294]

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]

Рассеяние звуковых волн в турбулентном потоке во многом аналогично рассеянию электромагнитных волн. Скорость распространения звука зависит от температуры и от скорости ветра. Обе эти величины испытывают флуктуации, обусловленные турбулентностью, что и приводит к рассеянию. Рассеяние звука в турбулентной атмосфере ссматривалось А. М. Обуховым [791 в 1941 г. В дальнейшем появилось большое количество работ по этому вопросу [80—86], в которых проводилось уточнение постановки задачи ). Наконец, в работах [87, это явление было детально изучено. экспериментально. [c.198]

В современной теории распространения электромагнитных и звуковых волн в атмосфере во многих случаях приходится принимать во внимание турбулентность, вызывающую флуктуадии показателя преломления воздуха. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...