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    大氣波導現象的研究

    2021-04-23 15:45  來源: 新華網

    大氣波導是對流層環境中形成陷獲折射的一種異常大氣結構,它具有超長水平尺度特征和顯著的天氣背景,主要是由于大氣的逆溫和逆濕引起的,即水汽密度隨高度增加迅速下降和溫度隨高度增加而升高。有利于大氣波導形成的主要天氣過程包括:海面蒸發、高壓下沉、鋒面過程、夜間輻射逆溫和平流作用等。

    大氣波導發生時,近地層中傳播的電磁波受大氣折射影響其傳播軌跡彎向地面,當曲率超過地球表面曲率時電磁波會部分地被陷獲在一定厚度的大氣薄層(即波導層)內,就像電磁波在平板介質波導中傳播一樣,這種電磁波的陷獲折射傳播現象稱為大氣波導傳播。

    大氣波導環境的存在改變了電磁波傳播路徑和范圍,使通信、探測、導航等系統出現了一些特殊的傳播特征,如雷達出現超視距傳播和探測盲區。為了充分利用和有效避免大氣波導效應,科學家進行了許多研究。

    大氣波導現象的影響與應用:

    1.大氣波導現象對二次雷達的影響

    二次雷達是空中交通管制系統的基本組成設備之一,它向目標發射詢問信號,機載應答機接收詢問信號,然后發送回應答信號,二次雷達接收應答信號,完成檢測和識別目標。在實際使用中,二次雷達不容易受氣象和地物的干擾,但是,沿海區域經常出現的大氣波導現象,會使二次雷達的作用距離大大增加,如果處理不當,不但不會提高探測距離,而且會對正常目標的監視產生干擾。

    2.大氣波導現象對船載電子信息系統的影響

    大氣波導現象在海洋環境中最常出現,能夠將電磁波負折射,電磁波在一定厚度大氣波導層次中,形成電磁波大氣波導傳播,船載電子信息系統除了短波通信以外,其它通信頻率都在高額段以上,大氣波導對船載電子信息系統傳播具有重要影響。

    3.大氣波導可應用于通信對抗

    海上通信信號具有密集度高、復雜性強的特點,尤其在大氣波導環境下,電磁波的超視距傳播在增大有效通信距離的同時也增大暴露目標的概率,尤其在艦艇選擇隱蔽行動時,如果海面存在大氣波導,選取的通信參數可實現超視距通信,則無法達到隱蔽目的。因此,在海上靜默反偵察時,若遇到大氣波導現象,應按照大氣波導超視距傳輸的條件要求,選取不能超視距通信的參數。

    大氣波導雖然對人類活動有一定影響,但只要多多研究,相信不久的將來它可以成為人類文明發展的好幫手。

    本文由石家莊藁城區興安鎮中學高級教師崔會欣進行科學性把關。

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    作者: 楊玉琴   [責任編輯: 王卉雯]

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