Ф И З И Ч Е С К И Й   Ф А К У Л Ь Т Е Т   М Г У   и м е н и   М . В . Л О М О Н О С О В А

Кафедра фотоники и физики микроволн

Заглавная страница
Новости
История кафедры
Лаборатории
Сотрудники
Спецкурсы
Спецпрактикум
Студентам
младших курсов
Аспирантам
Практикум по радиоэлектронике
Школа-семинар по волновым явлениям
Фотоальбом
Полезные ссылки
English


Распространение электромагнитных волн в атмосфере

(10 семестр, 32 часа)



Диапазоны радиоволн. Виды линий передачи информации. Условия обеспечения надежной передачи информации. Оценка количества передаваемой информации. Формула Шеннона. Понятие о емкости канала передачи.

Взаимодействие атмосферного канала с электромагнитным излучением. Статистические характеристики сигнала, прошедшего канал со случайными неоднородностями. Связь параметров сигнала и атмосферной трассы.

Распространение радиоволн в свободном пространстве. Простейшие линии радиосвязи. Особенности строения земной атмосферы. Тропосфера, стратосфера и ионосфера как примеры среды распространения волн.

Ионосфера. Механизмы и источники ионизации. Образование ионизированных областей в реальной ионосфере. Распространение радиоволн в ионизированном газе. Учет столкновений с нейтральными молекулами и ионами и поглощение радиоволн. Фазовая и групповая скорости распространения радиоволн в ионизированном газе.

Учет действия постоянного магнитного поля. Тензор диэлектрической проницаемости. Обыкновенная и необыкновенная волны. Нерегулярные процессы в ионосфере.

Особенности распространения длинных, средних и коротких волн. Методы расчета напряженности поля. Учет влияния времени года, 11-тилетнего цикла солнечной активности и ионосферных возмущений. Максимально применимые частоты. Действующая высота отражения радиоволн. Анализ замираний.

Распространение ультракоротких радиоволн. Схема распространения над плоской землей при приподнятых антеннах. Квадратичная формула Б.А. Введенского.

Распространение над сферической землей. Атмосферная рефракция, ее виды. Учет атмосферной рефракции при пользовании отражательными формулами. Концепция эффективного радиуса Земли. Влияние неровностей подстилающей поверхности. Дифракционное распространение радиоволн.

Ослабление электромагнитных волн в тропосфере (облака, дождь, туман). Влияние запыленности. Поглощение радиоволн газами атмосферы.

Области пространства, существенно влияющие на распространение и отражение радиоволн.

Микроструктура тропосферы. Закон Колмогорова-Обухова и понятие "замороженной турбулентности". Основы теоретического анализа флуктуаций параметров излучения в турбулентной атмосфере. Лучевое приближение. Метод малых возмущений. Метод плавных возмущений С.М. Рытова.

Понятие о сильных флуктуациях. Линейные и винтовые дислокации фазы.

Использование электромагнитных волн для оценки параметров турбулентного состояния канала передачи информации. Зондирование атмосферы с помощью радио- и оптического излучения.

Некоторые сведения о распространении радиоволн в условиях города. Учет особенностей расположения антенн. Оптические линии связи в условиях городской застройки.

Методы компенсации атмосферных помех. Метод накопления и его разновидности. Разнесенный прием. Канально-согласованные фильтры. Адаптивные антенные решетки. Сравнительные характеристики волоконно-оптических и открытых атмосферных линий связи. Преимущества и перспективы использования.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Арсеньян Т.И. Распространение электромагнитных волн в тропосфере. Учебное пособие. - Томск: ТУСУР. 2006. 170 с.
  2. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. - М.: Связь, 1972.
  3. Виноградова М.Б., Семенов А.А. Основы теории распространения ультракоротких радиоволн в тропосфере. - М.: Изд. АН СССР, 1963.
  4. Семенов А.А., Арсеньян Т.И. Флуктуации электромагнитных волн на приземных трассах. - М.: Наука, 1978.
  5. Арсеньян Т.И., Короленко П.В. Оптика случайно-неоднородных сред и проблемы распространения лазерного излучения в тропосфере. - М.: МГУ. 2001.
  6. Яковлев О.И., В.П. Якубов, В.П. Урядов, А.Г. Павельев. Распространение радиоволн. - Москва, ЛЕНАНД, 2009.

Программа составлена в.н.с. Т.И. Арсеньян
Утверждена на заседании кафедры 26.06.2009