отражение радиоволн

ОТРАЖЕНИЕ РАДИОВОЛН - отражение волн эл--магн. природы в диапазоне от сверхдлинных волн вплоть до границы светового диапазона (см. Радиоволны ).Как и в случае световых волн, О. р. обусловлено резким (в пределах длины эл--магн. волны) изменением макроскопич. параметров среды, характеризующих распространение радиоволн: диэлоктрич. и магн. проницаемостей. Для О. р. справедливы все общие закономерности отражения волн. Важность и специфика О. р. обусловлены его широким использованием в практике радиосвязи, радиолокации, радионавигации, телевидения и исследования окружающей среды и как следствие - большим разнообразием свойств и отражающих сред и геометрии отражающих объектов. В случае О. р. от резкой границы протяжённых объектов (длина волныl - характерного размера отражающего тела) с гладким покрытием (диэлектрич. и металлич. покрытия, снежная, водная и др. поверхности) имеет место зеркальное О. р.. к-рое описывается Френеля формулами. При наличии шероховатостей отражающей поверхности происходит диффузное отражение .При размере тела lотражается малая часть энергии волны (частичное О. р.). На использовании зеркального, диффузного и частичного О. р. основаны радиолокация и радиозондирование. Зеркальное О. р. наблюдается в параболич. антеннах ,радиовысотомерах, ионозондах и т. д. Диффузное О. р. происходит, напр., при радиолокации планет с космич. аппаратов. О. р. от движущихся объектов сопровождается изменением частоты отражённой волны (см. Доплера эффект ).Этот эффект широко используется для определения скорости отражающих объектов.
Эффективное О. р. происходит от объёмных неоднородностей в среде размером l ~ что встречается в практике исследования атмосферы (отражение санти-, милли- и субмиллиметровых волн от частиц пыли, осадков и аэрозолей). Аналогичный эффект возникает в среде с непрерывным заполнением слабыми 1) неоднородностями диэлектрич. (либо магн.) проницаемости. При этом осн. роль играет О. р. от дифракционной решётки с пространственным периодом l_p~ образованной иеоднородностями среды. На этом эффекте основан т. н. метод частичных отражений для исследования атм. и ионосферных неоднородностей. Причём для увеличения эффективности О. р. используют искусственно созданные дифракц. решётки с тем же пространств. периодом l_р (при радкоакустич. зондировании атмосферы и нек-рых др. исследованиях нижней ионосферы).
О. р. сильно зависит от геом. характеристик и резонансных свойств отражающего объекта (см. Волновод, Волновод металлический, Волноводное распространение радиовол). Напр., тонкая диэлектрич. (или магн.) пластина толщиной d порядка длины падающей волны в зависимости от соотношения d иможет дать либо полное отражение, либо полное прохождение радиоволны. На этом эффекте основаны селективные по частоте запирающие либо согласующие устройства. При плавных изменениях и О. р. происходит от слоя, в к-ром составляющая волнового вектора волны в проекции на grad(или grad) обращается в нуль. О. р. при этом описывается Снелля законом и др. законами геом. оптики. Последоват. многократное О. р. от поверхности Земли и ионосферы является основой загоризонтной радиолокации и радиосвязи (см. Загиризонтное распространение радиоволн). В то же время многократные О. р. в городах вносят помехи для телевидения и радиовещания. На О. р. от ионосферы существенно сказывается плазменный резонанс, к-рый возникает, когда частота радиоволн приближается к плазменной частоте электронов ионосферной плазмы. В области плазменного резонанса происходит взаимодействие падающей волны с собств. колебаниями ионосферы, что приводит к модификации коэф. О. р., резко усиливаются нелинейные эффекты. Нелинейное О. р. сопровождается дополнит. амплитудной и фазовой модуляцией, изменением диаграммы направленности отражённого пучка радиоволн, аномальным поглощением (см. Распространение радиоволн ).Аналогичные эффекты могут иметь место при О. р. от лаб. плазмы, а также от плазменных оболочек, возникающих вокруг движущихся в атмосфере космич. объектов.

Лит.: Гинзбург В. Л., Распространение электромагнитных волн в плазме, 2 изд., М., 1967; Гуревич А. В., Шварцбург А. Б., Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере, М., 197.3; Радиолокационные методы исследования Земли, М., 1980; Яковлев О. И., Распространение радиоволн в космосе, М., 1985.

Н. А. Митяков, В. Ю. Трахтенгерц.

   <<      Предметный указатель      >>