В настоящем пособии изложены закономерности распространения сантиметровых, дециметровых и метровых радиоволн при космической и наземной связи. Дан анализ распространения коротких, средних и длинных радиоволн на различных трассах с учетом влияния поверхности и ионосферы. Рассмотрены закономерности отражения и рассеяния волн при радиолокации природных поверхностей и прохождения волн через сильно поглощающие среды. Описаны радиофизические методы мониторинга атмосферы и ионосферы, поверхности суши и моря.
Книга предназначена для аспирантов и студентов радиофизической и радиотехнической специальностей и может быть использована как учебное пособие по курсу "распространение радиоволн"; она также будет полезна научным сотрудникам и инженерам, работающим в данной области.
Предисловие
Задача книги -- дать научным сотрудникам и инженерам, студентам старших курсов и аспирантам, специализирующимся по радиофизике и радиотехническим дисциплинам, базовый минимум знаний о закономерностях распространения радиоволн в природных средах. При обсуждении необходимой полноты изложения разделов книги авторы исходили из представления, что требования к глубине анализа конкретных задач для лиц, специализирующихся по радиофизике, радиотехнике, радиосвязи, радиолокации и радионавигации, различны. Поэтому мы стремились изложить разделы книги с примерно одинаковой полнотой, а в списке литературы привели основные книги по распространению радиоволн, где более полно описаны соответствующие разделы.
Из имеющейся литературы нужно отметить большую серию учебников "Электродинамика и распространение радиоволн", например [1, 2], где весьма полно изложены основы электродинамики и распространения волн в волноводах, спиральных, гребенчатых структурах, резонаторах и очень кратко описаны особенности распространения радиоволн в природных средах. Университетский учебник "Распространение радиоволн" [3] был опубликован в 1952 г. и, естественно, он не содержит многих новых разделов. В 1972 и 1984 гг. были выпущены учебники "Распространение радиоволн" [4--6], в которых материал изложен в объеме, необходимом студентам специальностей "радиосвязь" и "радиолокация", но недостаточном для студентов-радиофизиков. Авторы решили создать книгу, в которой объем сведений о распространении радиоволн в природных средах был бы достаточен и для радиофизической, и для радиотехнических специальностей.
План книги и объем сведений, изложенных в ее разделах, сформировались в результате чтения лекций по курсу "Распространение радиоволн" в Нижегородском и Томском университетах, а также при подготовке аспирантов в Институте радиотехники и электроники Российской академии наук. Первая вводная глава дает начальные сведения о задачах распространения радиоволн в природных средах, возникающих в прикладных радиотехнических исследованиях и при изучении сред радиофизическими методами. Во второй главе приведены общие сведения об электромагнитных волнах, которые обычно излагаются в разделах курса "Электродинамика". Мы привели эти сведения компактно в одной главе, чтобы применять изложенные в ней формулы и методы решения задач в последующих главах. Главы 3 и 4 содержат сведения о влиянии атмосферы и ионосферы в таких условиях, когда происходит "почти свободное" распространение сантиметровых, дециметровых и метровых радиоволн и эти среды оказывают малое влияние на радиоволны. В главах 5 и 6 дан анализ распространения радиоволн над плоской и сферической поверхностями в условиях, когда можно не учитывать влияние атмосферы или ионосферы. Далее, в главе 7, изложены особенности загоризонтного распространения дециметровых и метровых радиоволн, когда существенно рассеяние волн на статистических флуктуациях коэффициента преломления атмосферы и ионосферы или когда нужно учитывать влияние атмосферного волновода. Закономерности ионосферного распространения коротких радиоволн на большие расстояния описаны в главе 8. В этой главе приведены краткие сведения об ионосфере. Мы отказались от подробного описания механизмов образования ионосферы и поэтому смогли более сжато изложить материал этой главы. В главе 9 описаны особенности распространения средних и длинных радиоволн на большие расстояния, когда нужно учитывать и влияние ионосферы, и влияние поверхности. В отдельные главы 10 и 11 выделены сведения о закономерностях распространения радиоволн в поглощающих средах и об особенностях рассеяния волн разными типами поверхностей.
В текст включены многочисленные таблицы и графики, позволяющие дать простую оценку ожидаемых эффектов распространения радиоволн в различных ситуациях, а в предметном указателе приведены ссылки на основные понятия, законы, методы и соотношения, что позволит использовать книгу как справочник.
Для изучения этой книги достаточно знаний вузовских курсов физики и высшей математики, а также вводного курса электродинамики.
Эта книга соответствует программе курса "Распространение радиоволн" для студентов радиофизической специальности университетов. Программы этого курса для студентов технических вузов, специализирующихся по радиосвязи, радиотехнике и радиолокации, не содержат разделов с изложением методов исследований сред радиофизическими методами, поэтому для студентов этих специальностей § 3.4, 3.5, 8.4 можно исключить и также опустить изучение § 4.2, 4.3, 6.1 и 11.3.
Мы используем систему единиц МКС, размерности основных величин указаны на с. 483 настоящей книги. Гармоническую зависимость от времени в комплексной форме даем как exp{-i omega t}, а векторы выделяем "жирными" символами.
Труд авторов распределился следующим образом: главы 1, 2, 3, 4, 9 и 11 написаны О.И.Яковлевым, главы 5, 6 -- А.Г.Павельевым и О.И.Яковлевым, глава 8 -- В.П.Урядовым, главы 7, 10 -- В.П.Якубовым.
При создании этой книги авторы консультировались у многих специалистов Института радиотехники и электроники РАН, Нижегородского и Томского университетов. Авторы выражают особую благодарность О.М.Ракитиной, В.А.Ануфриеву, В.П.Беличенко, Г.Г.Вертоградову, А.Л.Гаврику, А.И.Захарову, С.С.Матюгову, А.А.Понятову, Л.Н.Самознаеву, В.М.Смирнову за консультации и помощь в создании этой книги.
Издание: переплет.
Параметры: формат: 60x90/16, 496 стр.
