Теория и методы радиолокационной диагностики состояния открытых каналов распространения радиоволн

• Автор: Кузнецов, Валерий Леонидович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 271 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ОБЪЕКТЫ В ОТКРЫТОМ КАНАЛЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН И ИХ МОДЕЛИ
1.1 Каналы распространения радиоволн и их модели
1.1.1 Структурная схема линии связи и виды каналов
1.1.2 Феноменологический и физический подходы к моделированию каналов. Многомодовая модель канала распространения радиоволн
1.2 Модели метеообразований
1.2.1 Облака. Классификация и микроструктура
1.2.2 Осадки. Микроструктура дождя
1.3 Метеообразования в поле внешних сил
1.3.1 Капельные облака в сильном электрическом поле.
Поляризация облачной среды
1.3.2 Молниеопасные зоны в кристаллических облаках
1.3.3 Аэрозольное облако в поле акустической волны
1.4 Модели поверхности и земных покровов
1.4.1 Приближение касательной плоскости. Модель Кирхгофа
1.4.2 Поверхности с малыми шероховатостями. Двухмасштабная поверхность
1.4.3 Модели сред со слоисто-неодноднородным распределением диэлектрической проницаемости

1.5 Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ РАСЧЕТА РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ
ОБЪЕКТАХ
2.1 Метод самосогласованной перенормировки в задаче распространения волн в .случайно- неоднородной среде
2.1.1 Метод перенормировки в задаче о среднем поле в гауссовой случайной среде и подход Фуруци-Новикова
2.1.2 Цепочка уравнений для вариационных производных поля
2.1.3 Приближение Крейчнана и перестановка операторов усреднения и вариационной производной
2.1.4 Метод самосогласованной перенормировки. Эффективная диэлектрическая проницаемость гауссовой среды
2.2 Описание электромагнитного поля в пуассоновской
случайной среде
2.2.1 Пуассоновская модель случайно-неоднородной среды
2.2.2 Цепочка уравнений для вспомогательных полей в пуассоновской случайной среде
2.2.3 Уравнения петлевого разложения поля в пуассоновской случайной среде
2.3 Дисперсия волн в пуассоновском облаке малых рассеивателей.
Метод расслоения
2.3.1 Стохастические уравнения для поля. Элементарный слой
2.3.2 Процедура усреднения и цепочка уравнений для вспомогательных полей
2.3.3 Цепочка петлевого разложения для среднего поля в ансамбле точечных рассеивателей
2.3.4 Свертывание цепочки петлевого разложения. Дисперсионное уравнение для среднего поля
2.4 Расширение метода инвариантного погружения на класс задач поверхностного рассеяния
2.4.1 Метод расслоения в методе погружения
2.4.2 Уравнения метода расслоения и уравнение Риккати
2.5 Выводы
3. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВОЗМУЩНИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ИНФОРМАЦИИ ПО ОТКРЫТЫМ КАНАЛАМ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН
3.1 Энергетические потери сигнала в ОКРР за счет поглощения и рассеяния волн в облаках и осадках
3.1.1 Уравнения для угловых компонент среднего поля электромагнитного излучения в облаке гидрометеоров
3.1.2 Средний отклик приемной антенны при наличии осадков
на трассе распространения радиосигналов
3.1.3 Деполяризация сигнала в облаках гидрометеоров. Энергетические потери, связанные с деполяризацией
3.2 Пространственно - неоднородная структура дождя и обусловленная ею глубина замираний СВЧ-сигнала в ОКРР
3.2.1 Помехоустойчивость приема в тропосферном канале связи
3.2.2 Трансформация углового спектра поля при прохождении пространственно- неоднородной полосы дождя
Наиболее параметров гамма- распределения различных жидкокапельных облаков приведены в таблице
Таблица
Вид облака г, мкм И
Мощные кучевые Си со
Кучевые Си
Кучево-дождевые СЪ
Слоисто-кучевые Эс
Слоистые Б1
Слоисто-дождевые N8
Здесь следует отметить, что приведенные выше распределения пригодны для аппроксимации экспериментальных данных лишь в диапазоне размеров от 2-3 до 20-25 мкм. Что касается более крупных капель, то их спектр хорошо описывается степенными, а не экспоненциальными зависимостями [14]. Найдено, что при размерах капель, больших =85 мкм концентрация убывает по закону
{ В а~1
и(а)=Аг,—J . (1-12)
Это соотношение справедливо вплоть до размеров
ЛГ.Г'Ч (113)
При а > 7?тах концентрация капель убывает значительно более резко, и можно полагать, что капли таких размеров в облаке отсутствуют [14].
Поведение функции распределения для капель сверхкрупных размеров становится особенно существенным в задачах дистанционного зондирования, поскольку отражательная способность метеоцели пропорцио-