西安电子科技大学：《电波传播概论》课程教学资源（PPT课件讲稿）05 对流层传播

电波传播概论 Xidian University 对于线性球面分层大气 n=no+gh 此时斯奈尔定律为 aa-a1-6-…2w8 对于地面微波传播，满足h<r,同时考虑到g也是小的数，略 去h的二次方项，有 cos0. 1+ cos 0 no 物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 对于线性球面分层大气 0 n n gh = + 此时斯奈尔定律为 对于地面微波传播，满足h<<r0 ,同时考虑到g也是小的数，略 去h的二次方项，有 0 0 0 0 0 0 (1 ) 1 cos 1 1 cos gh h h g h cos h n r r n r          = + + = + + +             0 0 0 1 1 cos 1 cos e g h cos h r n r          = + + = +            

电波传播概论 Xidian University cos0 cos0 n, 式是r称为等效地球半径 1+rg no k为等效地球半径因子。k和r都是常数。 8 形式完全类似。若以r cos0 no 代替地球真实半径，则 电波在真实大气中的传 cos0,(1+)coso 播可以等价为在以r为 半径的假想地球的均匀 大气中传播。 物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技天学

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 式是re称为等效地球半径 k为等效地球半径因子。k和re都是常数。 0 0 0 0 1 / e r r kr r g n = = + 0 0 0 1 1 cos 1 cos e g h cos h r n r          = + + = +             0 0 (1 )cos h cos r   = + 0 0 0 1 1 cos 1 cos e g h cos h r n r          = + + = +             形式完全类似。若以re 代替地球真实半径，则 电波在真实大气中的传 播可以等价为在以re为 半径的假想地球的均匀 大气中传播

电波传播概论 Xidian University 4、线性大气中的折射— 等效平面地 在平面分层大气中，折射指数是高度z的函数，n=n(z,此 时斯奈尔定理为 ncos8。=n(z)cos0 另一方面，在真实地球上的球面分层大气中，折射指数是球 地面上高度h的函数，n=n(h),斯奈尔定理为 mcos0,=m1+)cos0 如果在上式令 =众me=a+男me+月 m称为修正折射指数 显然， ,=m(0)=n(0)=n 则斯奈尔定理变为 mcos8。=m(2)cos0 物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 4、线性大气中的折射——等效平面地 在平面分层大气中，折射指数是高度z的函数，n=n(z)，此 时斯奈尔定理为 0 0 n cos n z cos   = ( ) 另一方面，在真实地球上的球面分层大气中，折射指数是球 地面上高度h的函数，n=n(h)，斯奈尔定理为 0 0 0 (1 ) h n cos n cos r   = + 如果在上式令 0 0 , ( ) ( ) 1 ( ) z z z h m z n z n z r r   = = +  +     则斯奈尔定理变为 0 0 m cos m z cos   = ( ) 显然， 0 0 m m n n = = = (0) (0) m称为修正折射指数

电波传播概论 Xidian University mcos8。=m(z)cos0 上式说明在真实地球上球面大气中的射线传播可以等价为等 效平面地上平面分层大气中的传播。 式中m在等效平面地大气中具有等效折射指数的意义。 将m代入射线曲率半径公式 dn P=-1/ dh 中，可得等效射线的曲率半径为 dm dh dn dh 物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 上式说明在真实地球上球面大气中的射线传播可以等价为等 效平面地上平面分层大气中的传播。 式中m在等效平面地大气中具有等效折射指数的意义。 将m代入射线曲率半径公式 r 0 d 1 1 / d 1 m h dn dh r  = − = − + 中，可得等效射线的曲率半径为 0 0 m cos m z cos   = ( ) r d 1 / d n h  = −

电波传播概论 Xidian University 5、超折射与大气波导 前面讨论的情况主要关心大气的平均状况，此时折射 率沿高度的分布是条单调递降的光滑曲线。 但是，在某些情况下，我们需要关心大气的瞬时结构， 在这种情况下，大气折射率随高度的分布曲线可以分 成若干个区段，每个区段的折射率梯度与相邻区段可 能有较大差别。 如果某一区段的折射率梯度远远偏离正常值，刚称这 一区段为层结。 在电波传播研究中，特别关心大气折射率梯度负得很 厉害的层结，即超折射率层或波导层。 所谓大气波导是在低层大气中能使无线电波在某一高 度上，出现全反射的大气层结。 物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 前面讨论的情况主要关心大气的平均状况，此时折射 率沿高度的分布是条单调递降的光滑曲线。 但是，在某些情况下，我们需要关心大气的瞬时结构， 在这种情况下，大气折射率随高度的分布曲线可以分 成若干个区段，每个区段的折射率梯度与相邻区段可 能有较大差别。 如果某一区段的折射率梯度远远偏离正常值，刚称这 一区段为层结。 在电波传播研究中，特别关心大气折射率梯度负得很 厉害的层结，即超折射率层或波导层。 所谓大气波导是在低层大气中能使无线电波在某一高 度上，出现全反射的大气层结。 5、超折射与大气波导