Яковлев О.И., Якубов В.П., Урядов В.П., Павельев А.Г. Распространение радиоволн Изд. стереотип.

Yakovlev O.I., Yakubov V.P., Uryadov V.P., Pavelyev A.G. «Propagation of radio waves». (In Russian).

URSS. 2019. 496 с. ISBN 978-5-9710-6642-2.

Белая офсетная бумага

Твердый переплет
Другой вариант 699 р. ››

Аннотация

В настоящем пособии изложены закономерности распространения сантиметровых, дециметровых и метровых радиоволн при космической и наземной связи. Дан анализ распространения коротких, средних и длинных радиоволн на различных трассах с учетом влияния поверхности и ионосферы. Рассмотрены закономерности отражения и рассеяния волн при радиолокации природных поверхностей и прохождения волн через сильно поглощающие среды. Описаны радиофизические методы... (Подробнее)

Учебник. Рекомендовано УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 010800 - Радиофизика и по специальности 010801 - Радиофизика и электроника

Оглавление

Предисловие
Глава 1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В РАДИОТЕХНИКЕ И РАДИОФИЗИКЕ
	1.1. Радиоволны и их применение
	1.2. Распространение радиоволн в природных средах
Глава 2. ОБЩИЕ СВОЙСТВА РАДИОВОЛН
	2.1. Волновое уравнение и плоские волны в однородной среде
	2.2. Сферические волны в однородной среде
	2.3. Особенности поляризации радиоволн
	2.4. Интегральные уравнения, метод Кирхгофа и зоны Френеля
	2.5. Лучевое приближение и метод геометрической оптики
	2.6. Групповая скорость и волновой пакет в среде с дисперсией
	2.7. Лемма Лоренца и теорема взаимности
Глава 3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДЕЦИМЕТРОВЫХ И САНТИМЕТРОВЫХ РАДИОВОЛН ЧЕРЕЗ АТМОСФЕРУ И ИОНОСФЕРУ
	3.1. Коэффициент преломления и рефракция радиоволн
	3.2. Запаздывание радиоволн в атмосфере и ионосфере
	3.3. Влияние атмосферы и ионосферы на частоту радиоволн
	3.4. Принципы мониторинга ионосферы с помощью сигналов космических аппаратов
	3.5. Радиозатменный метод исследований атмосферы
Глава 4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ
	4.1. Статистические характеристики неоднородностей коэффициента преломления
	4.2. Флуктуации фазы
	4.3. Корреляционные функции флуктуаций радиоволн
	4.4. Флуктуации амплитуды, фазы и частоты
Глава 5. РАДИОВОЛНЫ НАД ПЛОСКОЙ ГРАНИЦЕЙ РАЗДЕЛА СРЕД
	5.1. Распространение метровых и дециметровых радиоволн при высокоподнятых антеннах
	5.2. Распространение коротких и средних радиоволн при расположении антенн у границы раздела сред
Глава 6. ДИФРАКЦИЯ РАДИОВОЛН НА СФЕРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
	6.1. Теория дифракции радиоволн на поверхности Земли
	6.2. Закономерности дифракции радиоволн
Глава 7. ЗАГОРИЗОНТНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЛЬТРАКОРОТКИХ РАДИОВОЛН
	7.1. Распространение радиоволн в тропосферном волноводе
	7.2. Дальнее тропосферное распространение радиоволн
	7.3. Дальнее ионосферное распространение метровых радиоволн
Глава 8. ИОНОСФЕРНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ КОРОТКИХ РАДИОВОЛН
	8.1. Характеристики ионосферной плазмы
	8.2. Общие закономерности распространения радиоволн в плазме
	8.3. Закономерности ионосферного распространения коротких радиоволн
	8.4. Методы мониторинга ионосферы
Глава 9. РАСПРОСТРАНЕНИЕ СРЕДНИХ И ДЛИННЫХ РАДИОВОЛН
	9.1. Особенности распространения средних радиоволн
	9.2. Нелинейные эффекты при распространении средних волн в ионосфере
	9.3. Длинные радиоволны в волноводе "поверхность - ионосфера"
Глава 10. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН ЧЕРЕЗ ПОГЛОЩАЮЩИЕ СРЕДЫ
	10.1. Поглощение волн в однородных средах
	10.2. Распространение радиоволн в воде
	10.3. Распространение волн в грунтах
	10.4. Распространение радиоволн в лесу
	10.5. Поглощение миллиметровых волн в атмосфере
Глава 11. ОТРАЖЕНИЕ И РАССЕЯНИЕ РАДИОВОЛН ПОВЕРХНОСТЯМИ
	11.1. Общие соотношения
	11.2. Отражение радиоволн от сферической поверхности
	11.3. Рассеяние радиоволн неровной поверхностью
	11.4. Закономерности рассеяния радиоволн и методы исследований поверхностей
Система единиц и размерности
Литература
Предметный указатель

Предисловие

Задача книги – дать научным сотрудникам и инженерам, студентам старших курсов и аспирантам, специализирующимся по радиофизике и радиотехническим дисциплинам, базовый минимум знаний о закономерностях распространения радиоволн в природных средах. При обсуждении необходимой полноты изложения разделов книги авторы исходили из представления, что требования к глубине анализа конкретных задач для лиц, специализирующихся по радиофизике, радиотехнике, радиосвязи, радиолокации и радионавигации, различны. Поэтому мы стремились изложить разделы книги с примерно одинаковой полнотой, а в списке литературы привели основные книги по распространению радиоволн, где более полно описаны соответствующие разделы.

Из имеющейся литературы нужно отметить большую серию учебников "Электродинамика и распространение радиоволн", например [1, 2], где весьма полно изложены основы электродинамики и распространения волн в волноводах, спиральных, гребенчатых структурах, резонаторах и очень кратко описаны особенности распространения радиоволн в природных средах. Университетский учебник "Распространение радиоволн" [3] был опубликован в 1952 г. и, естественно, он не содержит многих новых разделов. В 1972 и 1984 гг. были выпущены учебники "Распространение радиоволн" [4–6], в которых материал изложен в объеме, необходимом студентам специальностей "радиосвязь" и "радиолокация", но недостаточном для студентов-радиофизиков. Авторы решили создать книгу, в которой объем сведений о распространении радиоволн в природных средах был бы достаточен и для радиофизической, и для радиотехнических специальностей.

План книги и объем сведений, изложенных в ее разделах, сформировались в результате чтения лекций по курсу "Распространение радиоволн" в Нижегородском и Томском университетах, а также при подготовке аспирантов в Институте радиотехники и электроники Российской академии наук. Первая вводная глава дает начальные сведения о задачах распространения радиоволн в природных средах, возникающих в прикладных радиотехнических исследованиях и при изучении сред радиофизическими методами. Во второй главе приведены общие сведения об электромагнитных волнах, которые обычно излагаются в разделах курса "Электродинамика". Мы привели эти сведения компактно в одной главе, чтобы применять изложенные в ней формулы и методы решения задач в последующих главах. Главы 3 и 4 содержат сведения о влиянии атмосферы и ионосферы в таких условиях, когда происходит "почти свободное" распространение сантиметровых, дециметровых и метровых радиоволн и эти среды оказывают малое влияние на радиоволны. В главах 5 и 6 дан анализ распространения радиоволн над плоской и сферической поверхностями в условиях, когда можно не учитывать влияние атмосферы или ионосферы. Далее, в главе 7, изложены особенности загоризонтного распространения дециметровых и метровых радиоволн, когда существенно рассеяние волн на статистических флуктуациях коэффициента преломления атмосферы и ионосферы или когда нужно учитывать влияние атмосферного волновода. Закономерности ионосферного распространения коротких радиоволн на большие расстояния описаны в главе 8. В этой главе приведены краткие сведения об ионосфере. Мы отказались от подробного описания механизмов образования ионосферы и поэтому смогли более сжато изложить материал этой главы. В главе 9 описаны особенности распространения средних и длинных радиоволн на большие расстояния, когда нужно учитывать и влияние ионосферы, и влияние поверхности. В отдельные главы 10 и 11 выделены сведения о закономерностях распространения радиоволн в поглощающих средах и об особенностях рассеяния волн разными типами поверхностей.

В текст включены многочисленные таблицы и графики, позволяющие дать простую оценку ожидаемых эффектов распространения радиоволн в различных ситуациях, а в предметном указателе приведены ссылки на основные понятия, законы, методы и соотношения, что позволит использовать книгу как справочник.

Для изучения этой книги достаточно знаний вузовских курсов физики и высшей математики, а также вводного курса электродинамики.

Эта книга соответствует программе курса "Распространение радиоволн" для студентов радиофизической специальности университетов. Программы этого курса для студентов технических вузов, специализирующихся по радиосвязи, радиотехнике и радиолокации, не содержат разделов с изложением методов исследований сред радиофизическими методами, поэтому для студентов этих специальностей § 3.4, 3.5, 8.4 можно исключить и также опустить изучение § 4.2, 4.3, 6.1 и 11.3.

Мы используем систему единиц МКС, размерности основных величин указаны на с. 483 настоящей книги. Гармоническую зависимость от времени в комплексной форме даем как exp{-i omega t}, а векторы выделяем "жирными" символами.

Труд авторов распределился следующим образом: главы 1, 2, 3, 4, 9 и 11 написаны О.И.Яковлевым, главы 5, 6 – А.Г.Павельевым и О.И.Яковлевым, глава 8 – В.П.Урядовым, главы 7, 10 – В.П.Якубовым.

При создании этой книги авторы консультировались у многих специалистов Института радиотехники и электроники РАН, Нижегородского и Томского университетов. Авторы выражают особую благодарность О.М.Ракитиной, В.А.Ануфриеву, В.П.Беличенко, Г.Г.Вертоградову, А.Л.Гаврику, А.И.Захарову, С.С.Матюгову, А.А.Понятову, Л.Н.Самознаеву, В.М.Смирнову за консультации и помощь в создании этой книги.

Об авторах

Яковлев Олег Изосимович

Профессор, заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, лауреат двух Государственных премий СССР.

Якубов Владимир Петрович

Профессор, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой радиофизики Томского государственного университета, почетный работник высшего профессионального образования РФ, член редколлегии журналов «Известия высших учебных заведений — Радиоэлектроника» и «Оптика атмосферы и океана».

Урядов Валерий Павлович

Доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией физики ионосферы и распространения радиоволн Научно-исследовательского радиофизического института, доцент кафедры распространения радиоволн и радиоастрономии Нижегородского университета, почетный работник науки и техники РФ, член редколлегии журнала «Известия высших учебных заведений — Радиофизика».

Павельев Александр Геннадьевич

Профессор, заведующий лабораторией распространения радиоволн Института радиотехники и электроники РАН.