对流层传播与散射及其对无线系统的影响PDF电子书下载

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第1章 绪论 1

1.1概述 1

1.2对流层中的传输效应及其产生机理 3

1.2.1折射和反射 3

1.2.2散射 3

1.2.3吸收、衰减、相移 4

1.2.4去极化 5

1.2.5噪声、干扰 6

1.2.6其他 6

1.3对流层传播模式 7

1.3.1对流层视距传播 7

1.3.2对流层超视距传播 7

1.4对流层传输对无线系统的影响 8

1.5本书的总结构分布 9

思考和训练1 10

本章参考文献 10

第2章 晴空大气的物理及电磁特性 12

2.1大气组成及其物理特性 12

2.1.1大气组成 12

2.1.2物理特性及其时空分布 14

2.1.2.1温度及其时空分布 14

2.1.2.2大气压强及其时空分布 19

2.1.2.3大气湿度及其时空分布 22

2.2晴空大气电磁特性参数及其时空分布 36

2.2.1大气电磁特性参数 37

2.2.2大气折射指数时空分布 43

2.2.3大气折射指数的测量 54

2.3大气湍流 55

2.3.1大气湍流的形成机理 56

2.3.2大气湍流的基本特征及研究理论 57

2.3.3大气湍流电磁参数起伏的结构函数和空间谱 59

2.4大气波导 63

2.4.1大气波导的形成机理及分类 63

2.4.2大气波导的特征参数 65

2.4.3大气波导时空分布统计规律 67

2.4.4大气波导的诊断和预报 74

2.5对流层人工变态简介 76

2.5.1对流层人工变态技术现状 76

2.5.2相干声波扰动对流层及其应用机理 77

2.5.3相干声波扰动大气折射指数理论 79

2.5.4定性验证人工不均匀体的可行性 81

思考和训练2 87

本章参考文献 88

第3章 大气沉降粒子物理及电磁特性 91

3.1大气沉降粒子概述 91

3.2大气水凝物 92

3.2.1雨 92

3.2.1.1降雨的形成和分类 92

3.2.1.2降雨强度 94

3.2.1.3雨滴的形状和尺寸 94

3.2.1.4雨滴尺寸分布 96

3.2.1.5雨滴的沉降速度 106

3.2.1.6雨滴最大直径与降雨率的关系 109

3.2.1.7雨滴倾角（雨滴沉降过程中的姿态） 109

3.2.1.8雨顶高度 111

3.2.1.9降雨率年时间概率分布统计特性 115

3.2.1.10不同累积时间降雨率转换 120

3.2.1.11最坏月及最坏年降雨率分布 123

3.2.1.12降雨率实时动态变化特性 124

3.2.1.13降雨率水平及垂直空间分布特性 125

3.2.2云、雾 127

3.2.2.1云、雾的形成及强度表征与分类 128

3.2.2.2云雾滴的形状和尺寸 129

3.2.2.3云雾能见度、含水量及相互关系 130

3.2.2.4云雾的空间高度 132

3.2.2.5云雾滴谱分布 134

3.2.2.6云雾及含水量时空统计分布 137

3.2.3冰晶、雪、冰雹 156

3.2.3.1冰晶 156

3.2.3.2雪 159

3.2.3.3冰雹 163

3.3沙尘 165

3.3.1沙尘暴的粒子形状、尺寸、取向、强度等级及化学成分 166

3.3.2沙尘暴的浓度 167

3.3.3沙尘粒子尺寸分布 167

3.3.4沙尘暴的时空分布 168

3.3.5沙尘暴垂直空间分布特性 169

3.4其他气溶胶沉降粒子 170

3.4.1概述 170

3.4.2气溶胶颗粒形状、尺寸和颗粒密度 171

3.4.3气溶胶浓度或者含量 174

3.4.4气溶胶粒子的尺寸分布 175

3.5沉降粒子介电特性 176

3.5.1水凝物粒子介电特性 177

3.5.1.1水的介电特性 177

3.5.1.2冰的介电特性 181

3.5.1.3雪的介电特性 182

3.5.2沙尘及其他气溶胶介电特性 183

3.5.3介电特性模型适用性分析 185

3.5.4混合物质等效介电特性 188

3.6对流层环境物理、电磁特性的测量 190

3.6.1晴空大气环境物理特性测量 191

3.6.2大气沉降粒子物理特性测量 192

3.6.3介电常数测量 194

3.6.4对流层环境物理及电磁特性研究趋势 195

思考和训练3 196

本章参考文献 197

第4章 对流层顶及其气候特征 201

4.1对流层顶概述 201

4.1.1对流层顶的发现、确定方法及其成因 201

4.1.2对流层顶判据 202

4.1.3对流层顶在大气过程中的作用 203

4.2对流层顶观测资料气候学整理方法 203

4.3对流层顶的特征参数 204

4.4对流层顶气候其他问题 204

思考和训练4 205

本章参考文献 205

第5章 晴空大气中的传播与散射 206

5.1大气吸收 206

5.1.1大气吸收衰减率 206

5.1.2大气吸收衰减 208

5.2大气折射 211

5.2.1几何光学原理 212

5.2.2射线方程 212

5.2.3球面分层大气中的大气折射效应 213

5.2.4大气折射的类型 215

5.2.5大气三维折射效应 216

5.3大气折射指数边界反射 218

5.4大气湍流与电磁波相互作用 220

5.4.1概述 220

5.4.2大气湍流散射传播理论 221

5.4.3晴空环境非视距传播的其他机理 223

5.4.4大气湍流的视距传播理论 226

5.5大气波导传输特性 229

5.5.1蒸发波导环境中的射线描迹 230

5.5.2时延特性及距离误差 233

5.5.3覆盖盲区及覆盖范围 234

5.5.4传输损耗 235

5.5.5大气波导传输损耗工程模型 241

5.6晴空大气中的去极化效应 242

5.6.1去极化效应中的基本概念 242

5.6.2晴空大气去极化的计算理论 243

5.6.3晴空大气去极化效应统计预测模型 245

5.6.4晴空大气环境产生去极化效应的其他机理 246

5.6.5非理想双极化天线对去极化效应的影响 248

5.7晴空大气噪声 248

5.8晴空大气幅度闪烁统计特性 250

5.9晴空大气环境的其他传输特性 251

思考和训练5 253

本章参考文献 253

第6章 大气沉降粒子中的传播与散射 255

6.1大气沉降粒子中电磁波传播与散射的基本理论 255

6.1.1单个粒子对电磁波的散射和吸收 255

6.1.2沉降粒子环境中电磁波的传输问题分类 259

6.1.3沉降粒子环境中的衰减及相移理论 260

6.1.4沉降粒子环境中的去极化理论 263

6.1.5沉降粒子环境中的视线传播理论 265

6.1.6沉降粒子环境中的非视线传输理论 266

6.2衰减特性实用模型 268

6.2.1降雨衰减模型 268

6.2.1.1降雨环境特征衰减计算模型 269

6.2.1.2降雨环境等效路径计算模型 282

6.2.1.3雨衰长期统计特性预报 285

6.2.1.4基于测量数据确定aH、aV和bH、bV的方法 285

6.2.1.5降雨衰减频率比例因子及其他问题 292

6.2.1.6基于非1分钟累积时间降雨率的雨衰预报模型 292

6.2.1.7降雨衰减实时预报模型 293

6.2.1.8降雨衰减时间序列获取方法 307

6.2.2降雪、冰晶（融化层）、冰雹环境中的衰减 311

6.2.3云、雾环境中的衰减 312

6.2.4沙尘环境中的衰减 313

6.3去极化实用模型 316

6.3.1降雨环境去极化模型 316

6.3.1.1简化的雨致去极化理论模型 316

6.3.1.2基于同极化衰减的雨致去极化预报模型 318

6.3.2冰晶环境去极化效应 321

6.3.3降雪及沙尘环境去极化模型 321

6.4沉降粒子环境附加噪声 322

6.5沉降粒子对多径信道包络概率密度的影响 323

6.6沉降粒子的多普勒频偏 332

6.7沉降粒子环境中非相干信号功率角分布 333

6.8沉降粒子环境中的其他传输效应 348

思考和训练6 348

本章参考文献 349

第7章 对流层大气中的光传输特性简介 353

7.1对流层大气对光的衰减 353

7.1.1气体分子的吸收衰减 353

7.1.2气体分子的散射衰减 356

7.1.3沉降粒子的衰减 356

7.1.4对流层大气中光衰减实用模型 357

7.2晴空分层大气对光的折射 359

7.3大气湍流中的光传输理论 360

7.3.1弱湍流中的光传输理论 360

7.3.2强湍流中的光传输理论 362

7.4对流层大气对光的去极化（偏振）效应 366

7.5对流层中光的其他传输特性 367

思考和训练7 367

本章参考文献 368

第8章 对流层环境对无线系统的影响 369

8.1对流层环境媒质信道响应系数 369

8.2“凭借”与“限制”效应及其应用与对抗 375

8.2.1折射的“凭借”与“限制”效应及其应用与对抗 375

8.2.1.1折射现象的“凭借”效应及其应用 376

8.2.1.2折射现象的“限制”效应及其对抗 377

8.2.2散射和反射的“凭借”与“限制”效应及其应用与对抗 380

8.2.2.1散射和反射现象的“凭借”效应及其应用 380

8.2.2.2散射和反射现象的“限制”效应及其对抗 382

8.2.3衰减的“凭借”与“限制”效应及其应用与对抗 384

8.2.3.1衰减现象的“凭借”效应及其应用 384

8.2.3.2衰减现象的“限制”效应及其对抗 385

8.2.4去极化的“凭借”与“限制”效应及其应用与对抗 387

8.2.4.1去极化现象的“凭借”效应及其应用 387

8.2.4.2去极化现象的“限制”效应及其对抗 387

8.2.5附加噪声的“凭借”与“限制”效应及其应用与对抗 390

8.2.5.1附加噪声的“凭借”效应及其应用 390

8.2.5.2附加噪声的“限制”效应及其对抗 390

8.2.6其他传输效应的“凭借”与“限制”效应及其应用与对抗 390

8.3散射衰落效应的应用实例——毫米波星-地MIMO通信技术 391

8.3.1MIMO通信技术简介 391

8.3.2星-地毫米波MIMO通信系统设置需要考虑的新问题 392

8.3.2.1散射互耦 393

8.3.2.2MIMO信道空间去相关技术 403

8.4基于晴空大气人工变态技术的应用设想 404

8.4.1散射超视距通信及辐射源被动定位 405

8.4.2蒸发波导超视距雷达隐身 409

8.4.3光电干涉成像雷达的干扰对抗 411

8.4.4其他方面的应用设想 412

思考和训练8 414

本章参考文献 414

第9章 对流层中传输特性测量及模型分析 421

9.1晴空大气折射效应测量及折射率剖面建模 422

9.2晴空大气闪烁特性测量及模型修正 422

9.3降雨衰减测量技术及雨衰模型修正 423

9.4去极化特性测量技术及去极化计算模型修正 424

9.5其他传输特性的测量 425

9.6太赫兹波段电磁波传输特性测量及建模 425

思考和训练9 427

本章参考文献 428

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