無線電波的空氣折射率，無線電波在真空中的傳播速度與在空氣中傳播速度的比。
基本介紹
- 中文名：無線電波的空氣折射率
- 計算公式：等於空氣電容率的平方根
內容簡介
它等於空氣電容率的平方根，是決定無線電波在低空大氣中傳播狀況的重要參數，常用n表示。空氣中氧和氮是中性分子（沒有固有的電偶極距）；水汽是極性分子（存在固有的電偶極距）。上述兩類分子都參與空氣的介電作用。乾空氣的介電現象是在電場作用下，由氧和氮分子極化引起的。在無線電波作用下，空氣分子發生極化，使電波傳播速度比在真空中小。有電場存在時，水汽分子不僅因為極化，而且因其固有的電偶極矩在電場作用下而轉動，使電波傳播速度降低。故無線電波在濕空氣中的傳播速度比在乾空氣中小。無線電波的空氣折射率與空氣密度和水汽密度成正比。無線電波折射現象與光波折射現象有相似之處（見大氣折射），但是在大氣中無線電波的折射率及其變化的程度都比光波折射率大，路徑的彎曲程度比光波的嚴重。無線電波的空氣折射率隨頻率變化是很小的，在頻率小於100吉赫（波長大於3毫米）時，可近似地視為常數。折射率n的數值與1(真空折射率)很接近，在地面上只差近於300×10-6的一個小量，在高空差值更小。為了使用方便起見，引用折射率差N來表達折射率n與1的差值，以差值的百萬分之一為單位，稱為N單位，即N＝(n-1)×106。折射率差N是大氣溫度、壓力和濕度的函式。即：式中T為氣溫(K)，p為氣壓(百帕)，e為水汽壓（百帕）。上式用於頻率小於30吉赫（波長大於1厘米）時，誤差小於0.5％。在地面上折射率差N的變化範圍約為260～460，它隨氣溫和濕度變化（見圖）。在不同高度上，折射率差N隨大氣溫度、壓力、濕度的變化可表示為折射率差N隨高度z按指數規律遞減，遞減率約為0.1～0.2公里-1(在國際上常採用地面上的N為315，平均隨高度遞減率為0.136公里-1)。由於湍流造成電容率的起伏，使遠程傳輸接收到的信號振幅和位相發生脈動，按此關係可探測大氣湍流特性（見電磁波在湍流大氣中的傳播）。
