大气波导探测方法研究

摘要

大气波导是一种区别于标准大气的异常大气结构,它能够使电波射线向下弯曲的曲率大于地球表面的曲率,将电磁能量陷获在波导结构内形成大气波导传播,从而实现雷达的超视距探测等。特别是海上蒸发波导,是一种频繁出现的大气波导形式。本文在介绍大气折射和大气波导基本类型和概念的基础上,针对大气波导的探测方法进行了重点研究:
　　1.大气折射率是进行大气波导探测的基础。大气折射率的探测分为直接探测和遥感探测,因此大气波导的探测也分为直接探测和遥感探测。相对直接探测,遥感探测的精度目前还不能满足探测要求,但是今后的发展方向。
　　2.蒸发波导探测方法主要有三种:低空系留气球探测、微波折射率仪探测、气象梯度塔探测。其中低空系留气球探测和气象梯度塔探测采用探测大气温度、湿度、气压的方式间接获得大气折射率进行探测。通过比较微波折射率仪和气象梯度塔的探测结果表明,气象气度塔探测的蒸发波导高度通常较微波折射率仪的要高。
　　3.低空波导的探测采用探空数据进行计算,高空探空气球是进行低空大气波导探测的主要手段。采用20年的探空数据,对大连站的低空波导发生情况进行了统计,结果表明,夏季是波导发生概率和波导强度较强的季节,春季是发生概率最低和波导强度最弱的季节。
　　4.利用GTS全球探空数据,建立了一种区域大气波导的诊断方法,为大气波导的区域研究与应用提供了基础。
　　5.大气波导遥感探测有GPS探测、海杂波反演、激光雷达探测等。下一步应不断加强大气波导的遥感探测方法研究,不断提高探测的精度。

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1 引言

1.1 大气波导的研究现状

1.2 本文研究目标与欲解决的关键科学问题

1.3 本文研究内容

2 大气折射率探测原理、方法和仪器

2.1 大气折射与大气波导

2.2大气折射率的直接探测

2.3 大气折射率的间接探测

3 蒸发波导探测

3.1 蒸发波导的系留探空气球探测

3.2 蒸发波导的微波折射率仪探测

3.3 蒸发波导的气象梯度塔探测

3.4 探测方法比较和小结

4 低空波导探测

4.1 低空波导探测原理、方法和设备

4.2 基于探空数据的大连大气波导统计特征

4.3 基于GTS探空数据的大气波导诊断

5 大气波导探测新技术与新方法

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

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