沙塵媒質(zhì)中電磁波的傳播與散射

第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 沙塵暴中電磁波傳輸特性的研究現(xiàn)狀 2
1.2.2 球形粒子對電磁波散射的研究現(xiàn)狀 4
1.2.3 帶電球形粒子散射的研究現(xiàn)狀 5
1.2.4 各向異性球?qū)﹄姶挪ㄉ⑸涮匦缘难芯楷F(xiàn)狀 5
1.3 本書主要內(nèi)容 6
第2章 沙塵暴的物理特性 8
2.1 沙塵暴的含義 8
2.2 中國沙塵暴天氣的空間分布和時間分布 8
2.2.1 沙塵暴天氣的空間分布 8
2.2.2 沙塵暴天氣的時間分布 9
2.3 沙塵暴的尺寸分布模型 11
2.3.1 沙塵暴的濃度 11
2.3.2 沙塵暴中沙塵的粒子尺寸分布 11
2.3.3 沙塵暴中粒子的形態(tài) 13
2.4 沙塵粒子的介電特性 13
2.4.1 沙塵粒子的介電常數(shù) 13
2.4.2 沙塵粒子的等效介電常數(shù) 16
本章小結(jié) 18
第3章 沙塵暴中電磁波的傳播特性 19
3.1 引言 19
3.2 介質(zhì)球散射理論 19
3.3 水平路徑上毫米波在沙塵暴中傳播的衰減和相移 21
3.4 地空路徑上毫米波在沙塵暴中的傳播特性 22
3.4.1 不同沙塵尺寸分布下I3/I2 23
3.4.2 水平路徑及地空路徑上計算結(jié)果和分析 24
3.5 沙塵媒質(zhì)中的衰減和去極化效應(yīng)模型 25
3.5.1 傳播常數(shù) 26
3.5.2 沙塵的微波衰減模型 26
3.5.3 去極化效應(yīng) 27
3.5.4 計算結(jié)果和分析 28
3.6 毫米波段脈沖波在沙塵媒質(zhì)中的傳輸特性 34
3.6.1 脈沖波在媒質(zhì)中的傳輸理論 34
3.6.2 脈沖畸變的數(shù)值計算 35
3.7 沙塵媒質(zhì)中的雷達后向散射特性 36
3.7.1 雷達接收功率 37
3.7.2 沙塵對雷達信號的影響 37
3.7.3 雷達的反射率因子 38
3.7.4 雷達回波功率和等效目標散射截面 38
3.7.5 計算結(jié)果和分析 39
3.8 沙塵的紅外傳輸衰減 41
3.8.1 沙塵粒子的紅外散射、吸收和消光特性 41
3.8.2 沙塵紅外衰減特性 43
本章小結(jié) 45
第4章 帶電沙塵對微波傳播的影響 47
4.1 引言 47
4.2 單個帶電球形粒子的Rayleigh散射 47
4.2.1 帶電球形粒子模型 47
4.2.2 帶電球形粒子的散射振幅 48
4.3 水平路徑上微波在帶電沙塵中的傳輸特性 50
4.3.1 指數(shù)分布下沙塵的衰減 50
4.3.2 對數(shù)正態(tài)分布下沙塵的衰減 51
4.3.3 沙塵不同尺寸分布對微波傳輸?shù)挠绊? 54
4.4 地空路徑上微波在帶電沙塵中的傳輸特性 58
4.4.1 帶電沙塵引起的衰減和相移 59
4.4.2 地空路徑上帶電沙塵引起的衰減和相移 59
4.5 帶電球形粒子的Mie散射 63
4.5.1 帶電球形粒子的Mie散射系數(shù) 63
4.5.2 帶電沙塵粒子的散射特性 64
4.5.3 沙粒衰減與能見度關(guān)系的計算 65
本章小結(jié) 66
第5章 球形粒子對脈沖波的散射 67
5.1 引言 67
5.2 帶電水滴的介電特性 67
5.2.1 水滴的介電常數(shù) 67
5.2.2 帶電水滴的介電常數(shù) 68
5.3 帶電水滴對平面波的散射特性 69
5.3.1 Rayleigh散射 69
5.3.2 帶電水滴的散射特性數(shù)值計算 70
5.4 球形粒子對脈沖波的散射特性 72
5.4.1 球形粒子對脈沖波的散射 72
5.4.2 脈沖波的散射系數(shù) 73
5.4.3 水滴對脈沖的散射計算 74
5.4.4 沙塵粒子對脈沖的散射計算 75
本章小結(jié) 77
第6章 各向同性帶電球形粒子的散射特性 78
6.1 引言 78
6.2 各向同性介質(zhì)球?qū)θ我馊肷淦矫骐姶挪ǖ腞ayleigh散射 78
6.2.1 球內(nèi)/外電勢及電場 78
6.2.2 散射振幅和散射截面 81
6.2.3 數(shù)值計算與結(jié)果討論 82
6.3 各向同性帶電球形粒子對任意入射平面電磁波的Rayleigh散射 83
6.3.1 局部均勻帶電球形粒子內(nèi)/外電勢及電場 84
6.3.2 局部均勻帶電球形粒子的散射特性 86
6.3.3 局部非均勻帶電球形粒子內(nèi)/外電勢及電場 87
6.3.4 局部非均勻帶電球形粒子的散射特性 89
6.3.5 數(shù)值計算與結(jié)果討論 89
本章小結(jié) 91
第7章 各向異性帶電球形粒子的Rayleigh散射特性 92
7.1 引言 92
7.2 介質(zhì)球的各向異性Rayleigh散射 93
7.2.1 介電張量 93
7.2.2 球內(nèi)/外電勢及電場 93
7.2.3 散射振幅和散射截面 96
7.2.4 數(shù)值計算與結(jié)果討論 97
7.3 各向異性帶電球形粒子Rayleigh散射 98
7.3.1 局部均勻帶電球形粒子內(nèi)/外電勢及電場 99
7.3.2 局部均勻帶電球形粒子的散射特性 101
7.3.3 局部非均勻帶電球形粒子內(nèi)/外電勢及電場 102
7.3.4 局部非均勻帶電球形粒子的散射特性 103
7.3.5 數(shù)值計算與結(jié)果討論 104
本章小結(jié) 105
參考文獻 106