Распространение радиоволн в тропосфере

Распространение радиоволн в тропосфере

Тропосфера — область, в которой температура воздуха обычно убывает с высотой h. Высота тропопаузы на земном шаре не одинакова: она больше над экватором, чем над полюсами, а в средних широтах, где существует система сильных западных ветров, меняется скачкообразно.

Тропосфера состоит из смеси газов и паров воды; ее проводимость для радиоволн пренебрежимо мала. Тропосфера обладает свойствами, близкими к вакууму, так что у поверхности Земли коэффициент преломления n = 1,0003 и фазовая скорость лишь немного меньше с.

С увеличением высоты плотность воздуха падает, поэтому n уменьшается, еще более приближаясь к 1. Это приводит к отклонению траекторий радиолучей к Земле. Такая нормальная тропосферная рефракция способствует распространение радиоволн за пределы прямой видимости, так как за счет рефракции волны могут огибать выпуклость Земли. Практически этот эффект может играть роль только для УКВ. Для более длинных волн преобладает отгибание выпуклости Земли за счет дифракции.

Метеорологические условия могут ослаблять или усиливать рефракцию по сравнению с нормальной, так как плотность воздуха зависит от давления, температуры и влажности. Обычно в тропосфере давление газов и температура с высотой уменьшаются, а парциальное давление водяного пара увеличивается. Однако при некоторых метеорологических условиях (например, при движении нагретого над сушей воздуха над морем) температура воздуха с высотой увеличивается (температурная инверсия). Особенно велики отклонения летом на высоте 2...3 км, когда часто образуются температурные инверсии и облачные слои. При этом преломление радиоволн в тропосфере может стать столь сильным, что вышедшая под небольшим углом к горизонту радиоволна на некоторой высоте изменит направление и вернется обратно к Земле. В пространстве, ограниченном снизу земной поверхностью, а сверху рефрагирующим слоем тропосферы, волна может распространяться на очень большие расстояния (волноводное распространение).

Яндекс.Метрика