**章 对流层电波传播及对信息系统的影响
人类已进入信息化时代,无线电波作为信息的载体,看不见,摸不着,但我们每天通过听广播、看电视、使用手机等都能感受到无线电波带给我们的便利和对我们生活的影响。无线电波拓宽了人类的视野,增添了生活的色彩,缩短了人与人之间的距离。
我们生活的地球被厚厚的大气层所包围,大气层分为对流层、平流层等(如图1—1所示),对流层在地球的不同地区高度是不一样的。对流层里集中了大气质量的3/4和几乎全部水汽,有强烈的垂直运动,并且是具有明显气流运动的大气层。在对流层中发生着我们所熟悉的各类天气现象,云雪雨雾、闪电雷鸣、冷热交替。主要的天气现象和过程都发生在这一层。在中纬度地区,对流层顶的高度为12km左右,在赤道地区可达18km,而在极区只有8km左右。图1—2示意了对流层的分布。对流层发生的这些气象现象与无线电波有什么关系?对无线电系统会产生什么影响呢?对流层对光波的影响为我们所熟知,天空之所以通常是蓝色的,就是由于大气分子对蓝光散射比较强造成的;雾天能见度降低是由于雾滴对光波的衰减造成的。同样,对流层也会对无线电波产生影响,其影响主要分为两个部分。
一是对流层大气本身对无线电波的影响。由于对流层大气的折射指数是空气的温度、压力(压强)和湿度的函数,而对流层中发生的各种天气过程使得温度、湿度、压力(压强)参数随时间和空间发生十分复杂的变化,导致无线电波经对流层传播折射指数随时间和空间复杂变化,这些变化导致各种各样的电波传播现象,如电波射线的弯曲、电波出射角和到达角的变化、传播时延、波导传播、散射传播、多径传播、信号的衰落、去极化和信号的起伏等。
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