Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Основными атмосферными газами, которые поглощают радиоволны в диапазоне частот от 100 до 50 000 МГц, являются водяной пар и кислород. В этап диапазоне поглощение радиоволн наиболее велико в области линии поглощения водяным паром на волне 1,35 см (22 235 МГц) и ряда линий поглощения кислородом на волне длиной около 0,5 см 20 (средняя частота 60 000 ГГц) [17]. За- 10 висимости величины этого поглощения от давления, частоты, температуры н 0 влажности получены Ван-Влеком в разработанной им теории поглощения радиоволн [!7, !3]. Частотные зависимости поглощения водяным паром н кислородом приведены па рис.
6 [17! Частотная зависимость поглощения водяным паром, приведенная на рис. 6, соответствует средней абсолютной влажности воздуха р = 7,75 г)мп, что характерно для района Вашингтона. Введение абсолютной влажности вместо давления водяного пара обусловлено тем, чсо яоглощеняе водяным паром прямо пропорционально абсолютной влажности воздуха [!9]. Поэтолту изменения интенснвностн сигнала за счет погло- щения водяным паром лтожно выразить непосредственно через изменения абсолютной влажности атмосферы. Из рнс.
6 видно, что поглощение валиным паром в интервале частот ог 13.000 до 32.000 МГц превышлет пог- т,«ру ~ °- 1 '00 1000;0000 ил с,ттр щ Л,'П! 6 0001 пошевне атмосферным кислородом. Зтсс означает, что в этом интервале полное поглощение сильна зависит от изменение. а Чистотеле тлеисс посте поглощении ннй содержанИя вадяиага пара в атиаерлл«опали и от«ос ,*~ере сопл««ии петю«ии фере; внв Этоса интэрвалз паднае Погволне ьзз си и ипс орет«и ил еолис ",л с«. лишение более чувствительно к изменениям плотности кислорода.
Только вблизи резон««гной частоты поглощения водяным паром ()т = 1,35 см) оно превышает пщ лов!ение кислородом Формулы для расчета поглощеаия и условия присм пи ил ттс этих фгрчул рассмотрены в [!7! и [лй]. Теория Вл«.В.те*ха описывает наглощ ние водяным паром я кислородом ваза! хз в днапт, «пе щс. от от 100 до 50 000 МГц следующим образом. Поглощение 2 1 00 02 01 И 00« 601' с~ 00000 Гл, О. Влияние метеоусловий иа работу РДС 6.3. Поглощение атмосферными газами 6.8.
Поглощение атмосферными газалш кислородом при температуре Т = 293 К и нормальном атмосферном давлении, выраженное в децибелах на километр, определяется соотношением О 34 ~ Лу, Лт Луз ,+ (П) ! 1/х +Лу! (2+1/л)а+Лез з(2 — 1/х)т+ Лчх~ 3,5. !О- Лаз . + Лез 1, (18) р хз ! (1)х — !)1,35)а+Лез (1)х+1)1,35)э+Лез ~ гае р — абсолютная влажность воздуха н Лез — коэффициент ширины ливии поглощения водяным паром на волне 1,35 см. Дополнительвое поглощение возникает из-за влияния более высокочастотных линий поглощения ьодяиым паром, Это дополнительное поглощение рассчитывается по формуле уз7р = 0,05 Лрз/лз, где Луз — эффективная ширина линий поглощения водяным паром на волках короче 1,35 см.
Для лучшего согласования с экспериментальными дзннымн верезонансный член формулы долмген быть увеличен в 4 раза по сравнению а первоначальной формулой Ваи-Влека (21!. Хотя Ван-Влек оценил в своей работе ширину рззличных линий поглощения, все же везде, где это возможно, следует воспользоваться результатамн более поздних экспериментов по ее определению.
Данные таких экснернментов сведены в табл. 3. Таблица 3 Коэффициенты ширины линий. применяемые для определения поглощения радиоволн в атмосфере Коэффициент амрзаы ланам, см зтм Ширина линии Температура, К Источник Лззеых 0,0!8 0,049 0,087 0,087 293 300 3!8 318 (22! (23! (21! (21! Лет Лчз Лез Луг Приведенные выше соотношения для расчета поглощения газами лаям в форме, приведенной в литературе, и не отражают зависимостей постоянкых множителей в формулах для уг, уз/р и узгр и коэффициентов ширины линий ит дав. лепна н температуры.
Эти зависимости (давленне выражено в миллибарах, х температура — в абсолютных градусах) даны в табл. 4. В табл. 5 приведены величины поглощения водяным паром в дБ)км зз раа. личных волнах при разной температуре, С уменьшевием температуры пот,огдевнр кислородом в диапазоне длин волн от 07 да!О ем постепенно возрастает. В табл. й приведены значения соответствующих поправочных коэффициентов. где )г — длина волны, для которой определяется поглощение; Луд и Лтз— коэффициенты ширины спектральных линий, измернемые в обратных сзнтнметрах. Формула,!7) основана на приближениях, выгекаю1цих из теории уширения спектральных линий из.за соударений молекул. Поглощение водяным паром при Т = 293К, обусловленное линией поглощения на волне 1,35 см, определяется соотношен ~ем Гл.
б. Влияние метеоусловий иа работу РЛС Таблица 4 Значения параметров, используемых при расчете поглощения радиоволн а атмосфере Пяглпщчнна, лп/км Ширина линии, см-! Мнажятель х (! +0,0046р) х (1+0,0046р) 0,0318 293 ) 5/2 ( ) — ) Е-Ы477 ).9 т ( а Р ') Р— плотность водяного пара, гум Таблица 6 Поглощение радиоволн надиным паром (при распространении а одну стоРону), дБ,/км (34) (Р— дааленне, атм, Ф' — абсолютнап нлажиость, г/мз) А, см т, 'с 0,9 15 1,24'! 1,а ! 5,7 95 10 РЩ 10,4.10 аРР 11,4 10 Рит 12,6 !О РМ 0,24 ° \О Ррт 0,27 ° Ю ' Рн' 0,30 ° 10 Рер 0,34.
10 РРУ 22,0. 10 Р(Р 23,0 Ю Ри' 10 ар(Р 26,1 ° Ю РИ' 0,7 10 РЯ 08 10 Рпу 0,9 10 аРЪ 1,0 10 ~Р'м' 4,3 ° 10 гРЩ 4,5.10 РФ 5,0 1О РЩ э,4 ° 10 "Р(Г 0,07 10'Р(Р 0,03. Ю Ри' 0,09 ° 10 арку 0,10 ° 10 гРИ' -20 — 40 Т а б л и ц а 6 Попраеочные коэффициенты для расчета поглощения кислородом а интервале длин соли ОЛ вЂ см(341 6.9. Оценка пределов возможных изменений поглощения радиоволн атмосферными газами О пределах возможных изменений поглощении радиоволн газами атмосферы можно судить поданным, полученным для февраля н загуста на станциях Биса!арк (шт.
Нон. Дакота) и Вашингтон, расположенных а сильно отличающихся климатических районах. Величины пол. ного поглощения и газах(определяемого как -умма у, + у, + уз, где у, — поглощение кислородом, у — поглощение Пяпраапчныа ..яаффн- цнент ~даьлгнне Р, атм! Т, 'С 20 0 — 20 — 40 1,ОО Рг 1,19 Рг 1,46 Р' 1,7а Р! 23о "! Оаансямясть ят лаьлгнна пьнблнжгнная ьблпан линяя пьглчщання водяным паром на аплна 1,35 см (палны между 1 н 2 см! ннкакая простая ааннснмясть ппглпщьяня ат Р н И' на яьляатс» дастатпчня тпчнпа ад, Оценка пределов возможных изменений поглогценил оадиозолн атм газами 0,7 05 Од п,г 0,1 Ц07 О па 005 п,пг о,о! «й 0007 ~Ф 0005 паап ~ оааг ф оао7 П,О007 а 0005 папах ааапг а 0001 п,паоо7 а ааааа а,одопа о,оппог 0,00007 0 а а 7г 75 70 г7 Выела вйд земдпй ппазпкдззюью, км Рнс, 7.
поглощение радиоволн атмосферными газами аа высотах до 22,з км, рассчитанное ое данным радиозондовых наблюдений в Бисмарке Сыт. Пов. Дакота). 237 Гл. б. Влияние метеоуелоеий на работу РЛС 1 ц1 05 0,3 О,г 0,1 001 005 Ц05 опг цп! ф ООР7 йв 0005 „. попо щщ 0002 М П,001 ~ ПОПО1 00005 00005 0,0002 0,0001 000001 000005 ЦОООП2 ЦП0001 о б Р 12 15 10 г Высстса ноп семясй нсперхнсс1обто, ЯМ Рнс, Е, ттегаощенве радноаоан атмосбгервымв газамн на еысотаа до ат,в ам, расстнтвннов но давным р щноввндевыа вабаюдевнб и Ващннгтове.
5.0, ценна лределов возмогвньгл изменений ноелоисения радиоволн агм голами ,а. О водяным паром, обусловленное линней поглощения на волне 1,35 ели у, — дополнительное поглощение, обусловленное линиями поглощения, соответствующими значительно более коротким волнам, чем 1,35 см) для каждой станции иа высотах до 22,5 км приведены иа рис.
7 и 8. На каждом рисунке представлены графики дая двух месяцев года на различных частотах в диапазоне от !00 до 50 000 МГц. Величины суммарного поглощения на высотах свыше 22,5 км для обеих станций и различных месяцев года для каждой частоты совпадают; соответствующие графики приведены на рнс. 9. Абсолютная влажность воздуха рассчитана по среднемесячным данным о теыпературе, давлении и огносительной влажности на различных высотах, приведенным в [24].
Следует указзть что в $ 0,001 00005 ооаоб опаог .000005 000003 О',Оойаг 0,00001 6 ЦОО0005 ,~ 0,000003 оаааоаг п,папам 0,0000005 0 пппооао п,ааааоаг 0,0000001 Высота над оемлод оодерхлоотлью, лм Рн» я полное иоглоыеиие радиоволн атыоейерныни главни нв вмсогал ое 22,6 ло 46 иы, втой работе не всегда имеютсн данные об относительной рлажности воздуха нз высотах свыше приблизительно 15 км. Это обусловлено тем обстоятельством, что радиозонды не могут измерять столь малую влажность, которая существуе~ на этих высо~ах. Можно полагать, что даняые для районов, в которых расположены обе станции, н для укаэанных месяцев года соответствуют предельным значениям измеряемых величин для подавляющего большинства трасс распространения радиоволн над континентальной частью США.
Рассмотрение рис. 7 н 8 позволяет обнаружить интересные особенности годовых изменений поглощения в зависилеости от частоты. Для первых 1,5 км иад земной поверхностью в диапазоне частот от 1О до 32,5 ГГц поглощение радиоволн в летние месяцы больше чем в зимние, из-за повышенной влажности в летние месяцы, Однако вне этого диапазона частот поглощение радиоволн зимой оказывается более интенсивным, чем летом, из-за повышенного парцизльного давления кислорода, 239 Гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
