рефракция радиоволн

РЕФРАКЦИЯ РАДИОВОЛН (преломление радиоволн) - изменение направления распространения радиоволн в неоднородной среде, показатель преломления к-рой зависит от координат и времени. На плоской границе раздела двух однородных сред с показателями преломления n₁ и n₂ плоская волна преломляется по Снелля закону преломления , где - угол падения, - угол преломления волны. Амплитуда преломлённой волны зависит от её поляризации и определяется Френеля формулами (см. Отражение, радиоволн).

Наиб. практич. интерес представляют законы Р. р. в неоднородных атмосферах планет и их спутников. Показатели преломления атмосфер непрерывно меняются в пространстве, и траектории радиоволн в них определяются ур-ниями геометрической оптики. Существует неск. типов и видов Р. р., к-рые характеризуются местоположением излучателя и приёмника и свойствами среды распространения. При расположении приёмника на поверхности планеты, а излучателя - в атмосфере планеты или за её пределами возможны 3 типа Р. р.: истинная, фотограмметрическая и полная рефракция (соответствующие углы преломления и, к-рые лежат в вертикальной плоскости, проходящей через излучатель, приёмник и центр планеты). Истинная и фотограмметич. рефракция определяются соответственно углами, лежащими между прямой «передатчик - приёмник» и касательными к траектории луча в точках излучения и приёма. Полная рефракция характеризуется углом между касательными к траектории луча в точках расположения излучателя и приёмника. Углы, и связаны между собой простым соотношением

Каждый тип Р. р. делится на неск. видов: оптич. рефракция, радиорефракция, тропосферная, ионосферная, регулярная, случайная, к-рые определяются диапазоном эл--магн. волн, характером электрич. свойств среды распространения и её пространственными и временными изменениями. Характер Р. р. в сферически-слоистых атмосферах планет определяется величиной отношения радиуса кривизны траектории луча о к радиусу планеты, где dn/dh - высотный градиент показателя преломления атмосферы. Если п уменьшается с высотой (dn/dh > 0), то R_П < 0. Такая Р. р. наз. положительной, и в атом случае траектории волн обращены вогнутостью к планете. Если п растёт с высотой, то dn/dh > 0, а R_П < 0. Такая Р. р. наз. отрицательной, и в этом случае траектории волн обращены к планете своей выпуклостью. Границей между положительной и отрицательной рефракциями служит прямая линия , к-рая характеризует отсутствие рефракции в однородной атмосфере (dnldh = 0). Положительная Р. р. делится на разл. виды в зависимости от конкретного значения dn/dh и R_П. Так. траектории, для к-рых, характеризуют нормальную рефракцию, а траектории с - критическую, траектории, соответствующие R_П > 4, определяют пониженную Р. р., а траектории с 1<R_П<4 - повышенную. Наконец, траектории, для к-рых R_П < 1, характеризуют сверхрефракцию.

Приведённая классификация типов и видов Р. р. соответствует нек-рым ср. условиям изменения показателя преломления с высотой. В реальной атмосфере планеты я меняется с высотой по более сложному закону и, кроме того, зависит от горизонтальных координат. В этом случае искривление траектории волны будет происходить как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости и будет определяться вертикальными и горизонтальными углами Р. р. Эффекты Р. р. в атмосферах планет подробно изучены, и результаты теоретич. и эксперим. исследований широко используются в практич. приложениях, в частности при определении координат естеств. и искусств, излучателей.

Лит.: Колосов М. А., Арманд Н. А., Я к о в л е в О. И., Распространение радиоволн при космической связи, М., 1969; Колосов М. А., Шабельников А. В., Рефракция электромагнитных волн в атмосферах Земли, Венеры и Марса, М., 1976. А. В. Шабелъников.

   <<      Предметный указатель      >>