對流地層—空路徑電磁（光）波傳播的若干問題研究.pdf

1、首先通過分析雨衰減的一些實驗結果,討論能用于中國各氣候帶的雨滴譜.在微波和毫米波低端,預測了地—空路徑上、下行鏈路雨衰減的比率,并與美國波士頓和日本Kashima地區(qū)的實驗數據進行了比較,結果一致性較好.第二,根據融化層的物理特性分析建立了更為切合實際且較簡單的融化粒子涂水冰球模型.應用該模型和涂層球的BHCOAT法,計算了融化粒子的散射和反照率W<,o>;結果表明,在C、X和Ku波段,融化粒子的W<,o>要比雨滴和雪粒子的大,這與雷達

2、觀測和文獻結果一致,表明了該模型是切實可用的.在6、10、20、30GHz時,計算了不同降雨率融化層的特征衰減、衰減和散射損耗,結果表明融化層的衰減較同厚度雨區(qū)的衰減為大.在6、10GHz,融化層引起的散射損耗要大于雨區(qū)和雪區(qū)的損耗,而在20、30GHz,稍微大于雨區(qū)的損耗.第三,根據西安地區(qū)氣象觀測數據,討論了西安典型云的宏觀和微觀物理特性;根據西安典型云的觀測結果和世界氣象組織提供的數據,得到西安典型云的K-M云滴譜參數;并根據西安

3、地區(qū)云的液水含量,計算了地—空路徑上云的衰減,結果表明,在V波段和仰角小于30度的Ka波段路徑,云的衰減需加以考慮.再分析了云的后向散射機理,計算了西安地區(qū)云的后向散射截面;表明影響云的后向散射截面的主要因素為云滴平均半徑、大氣濕度湍流及云粒子分布,在較高頻率時更顯著.第四,根據大氣湍流理論分析了在微波和毫米波波段影響幅度閃爍的主要因素是大氣相對濕度和溫度.根據光波段的ITU-R C<,n><'2>模型,ITU-R幅度閃爍標準偏差模型,

4、和溫度和相對濕度隨高度變化的氣象數據,在10~30GHz,分析得到了大氣結構常數C<,n><'2>隨高度變化的模型;并根據溫度和濕度垂直分布數據計算了對數幅度閃爍σ<,x>,還與ITU-R和Ortgies模型的預測結果進行了比較.最后,應用強起伏下引入空間濾波函數的修正Rytov方法,發(fā)展了一種易處理且可用于從弱到強起伏地—空路徑的高斯波束光波閃爍指數模型;基于ITU-R C<,n><'2>模型,預測了準直高斯波束的閃爍指數,其結果和理