對流層無線電波傳播，受地球大氣低層電特性所制約的無線電波傳播，包括對流層中和透過對流層的無線電波傳播。
基本介紹
- 中文名：對流層無線電波傳播
- 所屬學科：物理學
解釋
對流層位於地球大氣低層，自地面向上延伸，延伸高度在極區約為9千米，在赤道上空約為17千米，在中緯區約為12千米。除局部的溫度逆轉外，對流層溫度隨高度的增加而遞減。
無線電頻段的對流層電特性可用折射指數n或折射率N表征：N＝(n－1)×106＝(77.6/T)(p+4 810e/T)式中T為氣溫，p為氣壓，e為水汽壓。折射率隨時間和空間而變化，包括大尺度較緩慢的巨觀變化和小尺度較快的湍流起伏。巨觀變化可按高度分層，其長期平均高度剖面可由負指數模式描述；短期平均高度剖面和折射率垂直梯度在長的統計期間隨機變化。在一定地區的小部分時間內，某些大氣過程在一定高度範圍內會形成異常的負或正折射率梯度層。
湍流結構一般可視為各向同性，但也可能出現高度各向異性。在10吉赫以上頻段中，大氣分子、水汽凝結體和其他大氣微粒呈現出程度不等且與頻率有關的復介電特性。大氣分子的電特性與大氣的溫度、濕度和壓強也有關係。水汽凝結體等的細微結構（形狀、尺度分布、取向和降落速度等）和時空變化是十分重要的無線電氣象參數。對流層中主要的傳播方式或效應有大氣折射、波導傳播、對流層散射、多徑傳播、大氣吸收，以及水汽凝結體和其他大氣微粒的吸收和散射。對流層傳播除可按傳播方式分類外，也可按傳播範圍和頻段分類。按傳播範圍分，有視距傳播、超視距傳播和地空傳播等。地空傳播也可歸入視距傳播。
視距傳播的基本方式是直射傳播，但受對流層和地面的複雜影響。超視距對流層傳播的常見方式是對流層散射，有時也可能是波導傳播。按頻段來分，有超短波傳播、微波傳播、毫米波與亞毫米波傳播和光波傳播等。超短波和較長的微波可作視距傳播，也可作超視距傳播。
10吉赫以上頻段的無線電波和光波，一般都只限於視距傳播。對流層傳播可概略地用圖1和圖2表示。前者不包括雲和降水對無線電波在對流層中傳播的影響。後者僅包括雲和降水對對流層無線電波傳播的影響。對流層傳播研究的發展與通信的關係十分密切。現代對流層傳播的研究，主要集中於10吉赫以上頻段的無線電波傳播問題、廣播和移動通信中的無線電波傳播問題以及多徑效應等。毫米波在實用上具有突出的優點，因此對流層中的無線電波傳播研究正向毫米波方向擴展。
