Распространение радиоволн мм и субмм диапазонов

1989

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МИЛЛИМЕТРОВЫХ И СУБМИЛЛИМЕТРОВЫХ РАДИОВОЛН В ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЕ

Андреев Г. А., Голунов В. А., Зражевский А. Ю., Загорин Г. К., Лобкова Л. М., Мишарева Н. И., Коньков Е. В., Коротков В. А., Кожевникова Н. И., Соколов А. В., Федорова Л. В.

5-18

Приводится краткий обзор наиболее значительных результатов теоретических и экспериментальных работ, выполненных в СССР и за рубежом с 1986 года по настоящее время, по следующим проблемам:

Поглощение радиоизлучения в парах воды и кислороде.

Флуктуация излучения и рефракция.

Ослабление излучения в гидрометеорах.

Собственное излучение атмосферы и земной поверхности.

ОЦЕНКА ФЛУКТУАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ВЫСВЕЧИВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЛНОВОДА

Андреев А. Л., Белоброва М. В., Иванов В. К., Кошель А. Н.

19-24

Приведены данные о дисперсии флуктуаций коэффициента преломления атмосферы в приводном слое, структурных функциях, частотных энергетических спектрах, структурных постоянных, анизотропии и горизонтальных масштабах неоднородностей.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СНЕГОПАДАХ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ТРАССАХ

Пазынин Л. А., Скирта Е. А., Сологуб В. Г.

24-38

В работе получены выражения для матриц отражения и прохождения радиоволн в слое гидрометеоров при произвольной ориентации волнового вектора падающего поля относительно главных оптических слоев. Показано, что, как отраженное от слоя, так и прошедшее поля будут эллиптически поляризованными. Определен угол поворота большой оси эллипса поляризации по отношению к исходному направлению поляризации. Определен тензор эффективной диэлектрической проницаемости среды гидрометеоров через геометрические и электрофизические параметры рассеивающих частиц и их пространственное распределение в сантиметровом диапазоне длин волн. Для случая слабой анизотропии среды получены в явном виде коэффициенты прохождения. Проведена оценка погонного затухания для нескольких интенсивностей осадков. Эффекты, связанные с фазовыми искажениями могут быть эффективно исследованы данным методом.

ФЛУКТУАЦИИ НАБЕГА ФАЗЫ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ВОЛН МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ

Андреев Г. А., Коростелев В. С., Фролова Е. В., Хлопов Г. И.

38-45

Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования корреляционной функции и энергетического спектра флуктуаций фазы радиоволн коротковолновой части миллиметрового диапазона на приземных трассах при двукратном прохождении последней.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЗКОНАПРАВЛЕННОГО РАДИОПУЧКА В ПРИПОВЕРХНОСТНОМ ВОЛНОВОДЕ НАД СНЕЖНЫМ ПОКРОВОМ

Стрелков Г. М., Тагер Е. А.

45-55

Предложена и программно реализована методика определения интегральных характеристик, а также внутренней структуры узконаправленного пучка, распространяющегося около поверхности Земли над снежным покровом. Исследование проводится на основе численного решения параболического уравнения для напряженности электромагнитного поля.

Рассмотрено распространение радиопучка в приземном волноводе над снежным покровом толщиной 0,5-2 м. Установлено, что наличие снежного покрова практически не влияет на траекторию и структуру пучка, однако имеет место значительное падение мощности пучка вдоль трассы.

ОЦЕНКА БИСТАТИЧЕСКОЙ ЭПР ЗЕМНОЙ И МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ МОНОСТАТИЧЕСКОЙ ЭПР

Кулемин Г. П., Балан М. Г.

55-65

Рассмотрен метод расчета бистатической удельной ЭПР по данным моностатических измерений, основанный на теореме эквивалентности. Приведены эмпирические выражения для оценки бистатической удельной ЭПР моря и различных типов поверхности суши.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИ НЕРОВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Пузенко А. А., Фукс И. М.

66-76

Методом теории возмущений исследуется влияние неровностей границы раздела на состояние поляризации равновесного теплового излучения однородного полупространства. Получены формулы для матрицы когерентности электромагнитного поля и матрицы тепловых потерь, вычислены параметры Стокса теплового излучения. Показано, что при анизотропных неровностях матрица когерентности не является диагональной, а поляризованная компонента излучения имеет эллиптическую поляризацию.

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН СВЧ ДИАПАЗОНА В ПРИВОДНОМ СЛОЕ

Зуйков В. А., Педенко Ю. А., Разсказовский В. Б.

76-82

Описываются результаты экспериментальных исследований характеристик радиоволн восьмимиллиметрового и трехмиллиметрового диапазонов при распространении над морем на дистанциях до 14,5 км. Особенность исследований состояла в том, что передающий пункт располагается на предельно малых высотах в диапазоне от 0,1 до 1,4 м над поверхностью моря. Приведены значения множителя ослабления, законы распределения огибающей сигналов, энергетические спектры ее флуктуаций.

ЗАТЕНЕНИЯ ИСТОЧНИКА СЛУЧАЙНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Логвинов Ю. Ф.

82-87

Работа посвящена анализу затенений, возникающих на радиотрассах при низком расположении корреспондирующих пунктов. Моделированием на ЭВМ для различных геометрий трасс получены вероятности затенений источника случайными гауссовскими поверхностями, характеризующимися энергетическими спектрами, имеющими один максимум. Оценены размеры участков случайной поверхности, вносящих основной вклад в затенение источника.

РАССЕЯНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИ НЕРОВНОЙ СФЕРОЙ: ПРИБЛИЖЕНИЕ БУРРЕ ДЛЯ СРЕДНЕГО СКАЛЯРНОГО ВОЛНОВОГО ПОЛЯ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА

Брюховецкий А. С., Пазынин Л. А.

87-97

Определено когерентное (среднее) скалярное волновое поле точечного источника над статистически неровной сферой. Поле случайных неровностей предполагается однородным и изотропным. Поверхностный импеданс сферы мал. Получены формулы для эффективного импеданса в освещенной зоне и в зоне тени.

ОБ ОСЛАБЛЕНИИ ДЕКАМЕТРОВЫХ РАДИОВОЛН НАД ВЗВОЛНОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ МОРЯ

Брюховецкий А. С., Ширманова С. Н.

97-108

Вычислен эффективный поверхностный импеданс плоских электромагнитных волн, скользящих над взволнованной морской поверхностью. Рассчитано ослабление электромагнитного поля за горизонтом на различных удалениях от источника и проведено сравнение полученных результатов с имеющимися в литературе.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ЛЕДОВЫХ И СНЕЖНЫХ ПОКРОВОВ И ИХ СВЯЗЬ С ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ СРЕДЫ

Скирта Е. А.

108-118

В работе приведены выражения для диэлектрических проницаемостей различных объемных анизотропных структур, которые могут служить моделями некоторых земных покровов.

Показано, что ряд известных формул для расчета диэлектрических проницаемостей смесей веществ следуют из приведенных в работе. Проведено сравнение существующих методов расчета  смесей с данными применительно к исследованию диэлектрических свойств льда и снега. Полученные формулы могут быть использованы также для восстановления содержания воды в снеге в зависимости от размера, формы снежинок, их пространственной упаковки, а также для расчета диэлектрических проницаемостей ряда почво-грунтовых покровов.

УСИЛЕНИЕ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ ИМПЕДАНСНОЙ ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Анцыгина Т. Н., Гредескул С. А., Пастур Л. А., Слюсарев В. А., Фрейлихер В. Д.

118-131

Рассчитана индикатриса рассеяния плоской электромагнитной волны при падении на слабо шероховатую импедансную поверхность. Уравнение Бете-Солпитера решено в приближении, учитывающем вклад лестничных и максимально пересеченных диаграмм. Полученные угловые зависимости интенсивности рассеянного поля существенно отличаются от индикатрис, вычисленных в борновском приближении. В частности, обнаруживается пик рассеяния в обратном по отношению к падающей волне направлении.

ДИФРАКЦИЯ Е –ПОЛЯРИЗОВАННОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ НА ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ РЕШЕТКЕ С ГЛАДКИМ ПРОФИЛЕМ

Крутинь Ю. И., Тучкин Ю. А.

131-142

Построен эффективный, строго обоснованный численно-aнaлитический метод решения задачи дифракции Е –поляризованной плоской волны на идеально проводящей гладкой, одномерно-периодической произвольной поверхности. В основе предлагаемого метода лежит процедура регуляризации, которая позволяет эквивалентно свести исходную краевую задачу к бесконечной системе линейных алгебраических уравнений второго рода, допускающей эффективное решение

различными численными методами.

ДИФРАКЦИЯ Е –ПОЛЯРИЗОВАННОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ НА ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ РЕШЕТКЕ, НАГРУЖЕННОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЛОЕМ

Крутинь Ю. И.

142-149

На основе решения задачи дифракции на отражательной решетке с произвольным гладким профилем (Е -поляризация) и метода обобщенных матриц рассеяния рассмотрены вопросы алгоритмизации задач рассеяния волн структурами, нагруженными диэлектрическими слоями.

ОЦЕНКА ДОПУСТИМОГО УРОВНЯ ЧАСТОТНЫХ ШУМОВ ЗАДАЮЩЕГО СВЧ ГЕНЕРАТОРА В РЛС С НЕПРЕРЫВНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Величко А. Ф., Фатеев А. С.

149-158

Анализируется влияние частотных флуктуаций (шумов) задающих СВЧ генераторов (ЗГ) РЛС с непрерывным излучением на уровень помехи от поверхности раздела в диапазоне доплеровских смещений. Определены требования к минимально допустимым уровням частотных шумов ЗГ в зависимости от тактико-технических характеристик РЛС и удельной ЭПР подстилающей поверхности. Зависимости допустимой спектральной плотности частотных флуктуаций сравниваются с характеристиками реальных СВЧ генераторов.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫСОТНОГО ПРОФИЛЯ ОЗОНА В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАДИОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ЛИНИЙ В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ

Ерухимова Т. Л., Суворов Е. В.

158-163

Приведены результаты решения задачи восстановления высотного профиля озона методом Шахина по экспериментальным значениям резонансного поглощения радиоволн миллиметрового диапазона, полученным экспедицией ИПФ на о. Хейса. Представленные данные показывают, что использованная процедура восстановления вертикального распределения озона на высотах более 20 км приводит к разумным распределениям, обеспечивающим форму линий поглощения, близкую к полученным экспериментально.