電磁波空間傳播

第1章 電磁場與電磁波理論基礎 1
1.1 電磁場與電磁波的起源與發(fā)展 1
1.1.1 電的發(fā)現(xiàn) 1
1.1.2 靜電學理論的建立 2
1.1.3 電動理論的建立 2
1.1.4 電與磁的關(guān)系 3
1.1.5 麥克斯韋電磁理論的建立 4
1.2 麥克斯韋方程組 5
1.3 邊界條件 7
1.4 波動方程 8
1.5 均勻介質(zhì)中的平面波與球面波 10
1.5.1 平面波 10
1.5.2 球面波 11
1.5.3 遠場近似條件 12
習題 13
第2章 電磁波的輻射與接收 14
2.1 電磁波譜 14
2.2 電磁波的輻射與接收 16
2.3 天線 18
2.3.1 無線電頻段的收/發(fā)天線 18
2.3.2 天線主要技術(shù)指標 18
2.3.3 常用天線類型 19
習題 21
第3章 電波傳播基本概念 22
3.1 電波傳播的歷史與發(fā)展 22
3.1.1 光輝的電波傳播試驗 22
3.1.2 電波傳播研究進程 23
3.1.3 電波傳播學科發(fā)展模式和特點 24
3.2 基本原理與概念 24
3.2.1 惠更斯—費涅爾原理 24
3.2.2 費涅爾區(qū)、 帶、 半徑 25
3.2.3 無線電波的極化 27
3.3 無線電波在自由空間傳播 28
3.3.1 自由空間接收功率 28
3.3.2 自由空間損耗 29
3.3.3 自由空間接收場強 29
3.4 傳輸媒質(zhì)對電波傳播的影響 30
3.4.1 傳輸損耗 31
3.4.2 衰落現(xiàn)象 32
3.4.3 傳輸信號失真 32
3.4.4 電波的折射、 反射和繞射現(xiàn)象33
3.4.5 干擾與噪聲34
3.5 無線電系統(tǒng)的信道及傳播效應 34
習題 36
第4章 電波傳播環(huán)境與建模 38
4.1 地球及外圍空間 38
4.2 地面波傳播環(huán)境 40
4.3 對流層電波傳播大氣環(huán)境 42
4.3.1 低層大氣中的無線電氣象參數(shù) 42
4.3.2 大氣折射率 45
4.3.3 大氣折射率變化特點 45
4.4 電離層電波傳播環(huán)境 48
4.4.1 電離層的形成 48
4.4.2 電離層的結(jié)構(gòu) 49
4.4.3 電離層電子濃度變化特點 51
4.4.4 電離層折射率的計算 53
4.5 對流層電波環(huán)境的測量與建模 54
4.5.1 對流層大氣環(huán)境參數(shù)測量 54
4.5.2 對流層大氣折射率剖面模型的建立 57
4.6 電離層電子濃度的測量與建模 61
4.6.1 電離層電子濃度的測量 61
4.6.2 下電離層電子濃度剖面的建立 62
4.6.3 上電離層電子濃度剖面的建立 63
習題 70
第5章 地面波傳播 72
5.1 地面波傳播的場分布 72
5.2 均勻光滑地面的地波傳播 75
5.3 分段均勻路徑的地波傳播 78
5.3.1 Millington經(jīng)驗公式 78
5.3.2 海岸折射效應 78
5.4 不均勻光滑地（海）面的地波傳播 79
5.4.1 積分方程法 79
5.4.2 障礙影響與電波繞射 80
5.5地下與水下傳播 81
5.5.1地下波的傳播方式 81
5.5.2 水下波的傳播與叢林通信 82
習題 83
第6章 對流層電波傳播 84
6.1 對流層折射 84
6.1.1 球面分層大氣中的折射 85
6.1.2 大氣折射的各種形式 87
6.1.3 大氣折射的基本公式 88
6.2 電波折射實用修正方法 94
6.2.1 單脈沖雷達電波折射誤差修正方法 94
6.2.2 多站雷達系統(tǒng)電波折射誤差修正方法 97
6.2.3 光學雷達電波折射誤差修正方法 101
6.2.4 任意大氣層電波折射誤差修正方法 102
6.3 對流層視距傳播 104
6.3.1 視線距離 106
6.3.2 地面反射 107
6.3.3 地面繞射 112
6.4 對流層散射傳播 114
6.4.1 對流層折射指數(shù)的隨機起伏特性 114
6.4.2 對流層散射傳播機制 116
6.4.3 對流層散射傳播特性 118
6.4.4 對流層散射的傳輸損耗計算 122
6.5 大氣波導傳播 123
6.5.1 形成大氣波導傳播的氣象條件 124
6.5.2 我國陸上低空大氣環(huán)境特性 126
6.5.3 大氣波導傳輸損耗計算 126
6.5.4 大氣波導高度、 厚度與截止波長的關(guān)系 128
6.5.5 利用大氣波導傳播時雷達天線高度的選擇 128
6.6 毫米波傳播 130
6.6.1 氣體分子吸收和輻射理論 132
6.6.2 氧氣的吸收 133
6.6.3 水汽的吸收 136
6.6.4 大氣吸收模型 138
6.6.5 降雨引起的衰減 141
6.6.6 云、 霧、 雪、 冰晶、 沙塵和煙霧引起的衰減 147
習題 150
第7章 電離層電波傳播 151
7.1 無線電波在電離層中的傳播 151
7.1.1 電離層反射 152
7.1.2 相速與群速 155
7.1.3 電離層的吸收 156
7.2 短波天波傳播 158
7.2.1 傳輸模式 159
7.2.2 短波傳播工作頻率的選擇與確定 160
7.2.3 傳播特性 162
7.2.4 短波天波傳播損耗的估算 168
7.2.5 短波天波傳播的特點 169
7.3 中波天波傳播 170
7.3.1 中波傳播特點 170
7.3.2 中波天波場強計算 171
7.4 電離層散射及流星余跡散射傳播 173
7.4.1 電離層散射傳播 173
7.4.2 流星余跡散射傳播 175
習題 177
第8章 地—電離層波導傳播 178
8.1 地—電離層波導傳播理論 178
8.1.1 波跳理論 178
8.1.2 波導模理論 178
8.2 低頻無線電波傳播 179
8.3 甚低頻電波傳播 181
8.4 極低頻與音頻電波傳播 183
習題 184
第9章 典型系統(tǒng)中的電波傳播 185
9.1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的電波傳播 185
9.1.1 概述 185
9.1.2 地球站系統(tǒng)工程設計 186
9.1.3 衛(wèi)星通信中的電波衰減 188
9.2 雷達系統(tǒng)中的電波傳播 194
9.2.1 雷達方程 194
9.2.2 大氣和雨衰減 195
9.2.3 大氣折射修正 195
9.2.4 地面或水面反射引起的多徑誤差 196
習題 202
附錄 電波傳播中的名詞英漢對照 203
參考文獻 211