Структура коэффициента преломления атмосферы и диагностика условий распространения УКВ над морем тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Інститут радіофізики та електроніки їм. О.Я. Усикова Національної Академії Наук України

621^. J71. (260);551.510.52 На правах рукопису

1 5 ДЕ!

СТРУКТУРА КОЕФІЦІЄНТА ЗАЛОМЛЕННЯ АТМОСФЕРИ ТА ДІАГНОСТИКА УМОВ ПОШИРЕННЯ УКХ НАД МОРЕМ

01.04.03 - радіофізика

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

io;vD

Кабаков Валентин Олександрович

Харків - 1996

Робота виконана в Інституті радіофізики та електроніки ім. .О.Я. Усикова НАН 'України

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Тургенев Іван Сергійович

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, головний науковий співробітник ЗРЕ НАН України Кульомін Генадій Петрович;

-і - доктор фізико-математичних наук, зав. відділом РІ НАН України Ямпольський Юрій Моїсійович.

Провідна організація: Харківський технічний універ-сітет радіоелектроніки, кафедра радіотехнічних систем. .

Захист відбудеться " 3 " грудня 1996р. о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради

Д 02.29.01 в Інституті радіофізики та електроніки ім. О.Я.Усикова НАН України (310085, Харьків,вул. Академіка Проскури,12,конференц-зала).

З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці ІРЕ НАН України.

Автореферат розіслано "3&" /0' 1996р.

В.о. вченого секретаря спеціалізованої ради доктор фіг.-мат. наук

• - 1 -ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Ефективність роботи радіосистем різного призначення в значній мірі залежить від умов поширення радіохвиль в реальному середовищі. Тому однією з важливих задач, маючих велике практичне значення для підвищення надійності радіотехнічних систем, працюючих над морем, є діагностика умоз поширення. Широке впровадження в практику мореплавання нових радіоелектронних засобів потребує детального вивчення особливостей поширення радіохвиль в різноманітних умовах їх практичного використання. - .

Найбільш істотний вплив на поширення ультракоротких радіохвиль має неоднорідність тропосфери. З одного боку, вона може приводити до-значного збільшення дальності радіозв’зку і радіолокаційного виявлення об'єктів. З другого боку, неоднорідність тропосфери викликає-ряд небажаних явищ, які зат-руднхзють роботу радіосистем і обмежують об’єм лередаваємої по лініям зв’язку інформації.

Бри наявності розвинутих методів розрахунку поля радіосигналу задача діагностики може бути зведена до знаходження просторового розподілу козфіцієнта заломлення атмосфери або, в наближенні сферично-шарової атмосфери, висотного профілю п(Ь). На цьому принципі будується більшість методів діагностики умов поширення. Але результати теорії не відбиваються у простих формулах, і кожний конкретний випадок потребує самостійних і до того ж громіздких розрахунків. Через складність процесів, що відбуваються у атмосфері, лишається актуальним рішення основної задачі - знаходження зв’язку між характеристиками сигналу і будовою тропосфери.

Дисертаційна робота виконана в 1РЕ НАН України за планом науково-дослідних робіт Інституту в межах ряду НДР, у том:/ числі: "Шлюп-ГЕ", "Зонд"," Траектория-ГБ", "Горизонт".

Метою дисертаційної роботи е отримання відомостей про структуру коефіцієнта заломлення в приводному шарі атмосфери, розробка рекомендацій по вдосконаленню контактних методів діагностики умов поширення ультракоротких радіохвиль над морем і перевірка можливості створення неконтактного методу діагностики по радіояскравій температурі.

Завдання досліджень: створення малогабаритних приладів

(НВЧ-рефрактометрів) для дослідження діелектричних власти-

востей атмосфери і розробка універсальної методики вимірювання висотного розподілу коефіцієнта заломлення; проведення вимірювань просторово-часового розподілу коефіцієнта заломлення в прикордонному шарі атмосфери над морем і, визначення його впливу на поширення радіохвиль; перевірка можливості створення пасивного дистанційного методу діагностики по ра-діояскравій температурі атмосфери.

Методологія. Поставлена задача досягається за допомогою експериментальних досліджень.

Наукова новизна. За допомогою розроблених дисертантом рефрактометрів та нетрадиційних способів зондування вперше одержані систематичні дані про структуру коефіцієнта заломлення в півторакілометровому варі атмосфери над морем. Крім того, що ці дані являють собою самостійний інтеред, вони були використані для порівняння з результатами радіофізичних вимірювань і можуть бути корисні при подальшому розвитку теорії' поширення радіохвиль в приводному шарі. Проведені численні синхронні радіо- та метеовимірювання, які дозволили наочно продемонструвати вплив різних метеорологічних ситуацій на умови поширення-радіохвиль і кількісно оцінити ділянку атмосфери, суттєву при поширенні. Проведені дослідження радіояскравої температури атмосфери у маловивченому діапазоні кутів місця, близьких до напряму на горизонт. Визначені параметри залежності Тя(8), найбільш чутливі до атмосферної рефракції і добре корелюючі з умовами поширення ра контрольній трасі. Запропоновано простий спосіб оцінки умов.поширення, заснований на відносних вимірюваннях Тя атмосфери поблизу напряму на горизонт. 1

Достовірність і обгрунтованість одержаних в роботі результатів обумовлюється: значним обсягом експериментальних

даних та відповідністю розрахункових і дослідних результатів; застосуванням при обробці -експериментальних даних' відомих методів статистично: радіофізики; чіткою фізичною інтерпретацією результатів досліджень, ,

Практична значимість виконаних досліджень полягає в тому, що розроблені прилади і методика вимірювань дозволяють знімати неперервні вйсотні профілі коефіцієнта заломлення від морської поверхні до кількох тисяч метрів. Одержані таким способом дані значно точніші за радіозондові і. становлять

. - з -

великий практичний інтерес, як для подальшого•розвитку теорії тропосферного поширення радіохвиль, так'і для рішення прикладних задач. Наприклад, визначення помилок пов’язаних з рефракцією при траєкторних вимірюваннях орбіт супутників.

Запропонований радіометричний метод оцінки умов поширення базується на відносних вимірюваннях радіояскравої температури, що підвищує його точність і спрощує практичну реалізацію.

Результати дисертаційної роботи використані при виконанні ряду науково-дослідних робіт, які проводились ІРЕ НАН України в басейні Чорного моря, серед них: "Шлюп-ГВ", “Зонд","

Траектория-ГВ", "Горизонт".

Апробація роботи. Основні результати досліджень по темі дисертаційної роботи знайшли своє відображення у докладах на республіканскій школі-семінарі "Автоматизация проектирования радио-техн. систем" (Харків, 1982), на Міждународному симпо-зиумі иКЗІ (Бельгія' 1983), на ХУ, ХУІ и ХУІІ Всесоюзних конференціях по поширенню радіохвиль (Алма-Ата, 1987; Харків, 1990; Ульянівськ, 1963).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 20 наукових праць, з яких 7 статей, один препринт, 1 авторське свідоцтво, 4 звіта про НДР, 7 тезисів доповідей.

Основні положення та результати які виносяться на захист.

1. Розроблена методика рефрактометричних досліджень структури коефіцієнта заломлення атмосфери за допомогою вертольота, яка дозволяє оперативно одержувати безперервні висотні профілі N від морської поверхні до кількох тисяч метрів, а також апаратура для проведення досліджень.

2. Досліджена просторова структура коефіцієнта заломлення

у прикордонному шарі атмосфери над морем. Відзначена велика ймовірність існування інверсійних шарів і їх низьке розташування в літні місяці, що є основною причиною аномально високих рівней радіосигналу на загоризонтних трасах. ■

3. Поле радіосигналу на приземних трасах прямої видимості у більшості випадків визначається середнім градієнтом коефіцієнта заломлення в шарі, суттєвому при поширенні, висота якого обмежена розмірами 6і...85 зони Френеля для середини траси.

4. Досліджено вплив умов поширення на радіояскраву температуру у зоні малих кутів місця. Показано, що для діагности-

- 4 - •

ки умов поширення найбільш інформативним є кутомісцевий профіль яскравої температури при вертикальній поляризації. Запропоновано простий оперативний метод оцінки умов поширення, .заснований на відносних вимірюваннях яскравої температури, що підвищує точність методу і спрощує його практичну реалізацію.

Особистий внесок автора. Проведені рефрактометричні дослідження структури коефіцієнта заломлення в прикордонному шарі атмосфери над морем. Отримані систематичні дані про хвилеводи випаровування та припідняті тропосферні шари. Створені оригінальні НВЧ - рефрактометри і універсальна методика вимірювань просторово-часових характеристик коефіцієнта заломлення. Дана кількісна оцінка висоти шару атмосфери, суттєвого при поширенні радіохвиль. Досліджено вплив умов поширення на радіояскраву температуру поблизу напряму на горизонт. Запропоновано простий оперативний метод оцінювання умов поширення, заснований на відносних вимірюваннях яскравої температури. -

Структура та обсяг дисертації. Робота складається з вступу, 5 розділів і висновків. Вона містить 104 сторінки основного тексту, 49 рисунків, дві таблиці і список використаних літературних джерел з 66 найменувань на 8 сторінках. Повний обсяг дисертації складає 161 сторінку.

СТИСЛИЙ ЗМІСТ РОБОТИ У вступі проаналізовано стан проблеми, відображена актуальність роботи, сформульовані мета і задачі досліджень, наукова новизна і практичне значення, положення, винесені на захист, наведена анотація змісту дисертації по розділам.

У першому розділі викладені короткі відомості з теорії поширення УКХ в приводному шарі атмосфери. Приведено порівняння точних рішень геометричної оптики з наближеними. Показано, що заміна лінійного профіля коефіцієнта заломлення п нелінійним з тим же перепадом Дп на заданій висоті Ь може призвести до змінювання розрахункового висотного розрізу поля. В обмеженій області еисст, при довільному змінюванні п з висотою, умови поширення мажуть бути описані моделлю з лінійним профілем П(Ю. Розглянуті методи розрахунку поля при наявності припіднятих тропосферних шарів. - -

Другий розділ присвячено аналізу способів вимірювання ко-

' - 5 - .

ефіціента заломлення атмосфери та його висотних розподілів. Надай стислий огляд контактних методів вимірювання коефіцієнта заломлення і приведені міркування про доцільність їх використання. Показано, що для вивчення тонкої структури коефіцієнта заломлення і таких явищ, як хвилеводи випаровування та тропосферні тари, потрібні радіорефрактометри. Тут же дається опис оригінальних конструкцій НВЧ- рефрактометрів і розглянута методика рефрактометричних вимірювань. Вперше для дослідження просторової структури коефіцієнта заломлення атмосфери було використано вертоліт, що істотно розширило можливості дослідження нижнього шару атмосфери і дозволило вимірювати безперервні висотні розподіли п практично від морської поверхні до кількох тисяч метрів. Оптимальна довжина підвіски рефрактометра та режим польоту вибирались на основі спеціально проведених досліджень впливу повітряного потоку від вертольота на результати вимірювань. Відзначено, що у ряді випадків ефективним засобом для піднімання рефрактометра на декілька сотен метрів може служити прив’язна ку-ля-зонд або невеликий аеростат.

У третьому розділі подані результати рефрактометричних досліджень пограничного шару атмосфери над морем. За допомогою розроблених приладів та методики ■ вимірювань одержані систематичні дані про структуру коефіцієнта заломлення до висоти 1,5км. '

На основі багаторічних досліджень у сорокаметровому діапазоні висот визначені характеристики приводного шару атмосфери. За цей час проведено біля 900 сеансів вимірювань висотних залежностей М(Ь) і часових N(Ь) на фіксованих висотах, де N = (п - 1)10б - індекй рефракції. По залежностям N(Ь) визначались середні по висоті градієнти індекса рефракції ЛМ/ДЬ, а по залежностям МСЮ - N (Ь) + (Ь/а) 10е (а - радіус Землі) параметри Ьі та ДМ, які характеризують хвилевід випаровування. Гістограми розподілів величин цих параметрів приведені у дисертації. В більшості випадків висота інверсії знаходиться у межах 0...5 метрів над рівнем моря, а значення Ш у 60% випадків не перевищують 2М-од. У середньому зростання м-дефіциту супроводжується збільшенням Ьі, але чіткого зв’язку між цими параметрами не спостерігається.

Для визначення флуктуаційних, характеристик коефіцієнта

- 6 - •

заломлення використовувались записи N(і) на фіксованих висотах. Середньоквадратичне відхилення величини N обчислювалось за співвідношенням

' ■ * ". '

І-2 ", 1/2 '

, . бм - [ ї ЗмС?)сіг] ,

де (Г) - оцінка енергетичного спектру Н(и, а ґі та іг -

граничні частоти спектру, які визначаються тривалістю реалізації та постійною часу регіструючого пристрою. У половині всіх випадків бм не перевищу є" 0,16М-од. Квазимаксимальні значення флуктуацій коефіцієнта заломлення лежать у межах 12М-од літом та 4И-од зимою. У переважній більшості випадків інтенсивність флуктуацій з висотою падає, хоча мають місце випадки зворотньої залежності. ■

Енергетичний спектр флуктуацій коефіцієнта заломлення 3м(0 розраховувався за допомогою Фур’є - перетворення авто-кореляційних функцій досліджуемих процесів. Більшість експериментальних спектрів мають нахили, ‘близькі до -5/3, а показники ступеня лежать у межах від -1,4 до -1,8.

. Експериментальні значення параметра Сп (структурної функції коефіцієнта заломлення) лежать у межах від 0,005 до 0,13М-од'См-1/3.

До теперішнього часу статистика припіднятих тропосферних шарів заснована переважно на радіозондових вимірюваннях. Тому систематичні відомості про такі утворення, одержані за допомогою НВЧ- рефрактометрів, можуть становити великий інтерес. Приведені у дисертації дані відносяться до протяжних і сталих утворень з середнім градієнтом у шарі не нижче критичного.

Як показали вимірювання, в межах перших 1,5км над морською поверхнею одночзсно може існувати один, зрідка два стійких шара. Максимальна кількість шарів спостерігається влітку та восени. Однак розподіли шарів по висотам для цих сезонів виявляються суттєво різними (рис.1). В літні місяці шари розташовуються поблизу поверхні води (нижче 600 метрів), а на висоті, близькій до 1,.5км, можуть з'являтися шари другого ярусу. Для осіннього сезону характерна відсутність шарів на

малих висотах і більш рівномірний їх розподіл в іншому діапазоні висот. І’? може служити основною причиною відміни умов поширення у' ВІДсН^'ЄНІ сезони. .

Поява закрйтичнйх шарів, як правило, не пов'язана з ростом М-дефіциту в усьому півторакілометровому шарі атмосфери, а відбувається завдяки перерозподілу величини коефіцієнта заломлення по висоті. Тому шари з великими негативними градієнтами супроводжуються висотними інтервалами з пониженою і навіть субрефракцією. .

Уявлення про спостерігаемі в окремих дослідах градієнти N на різних ділянках висотного профілю дає таблиця, а сезонні зміни градієнтів для тих же інтервалів висот приведені в дисертації у вигляді графіків. • '

Результати досліджень показують, шр зміни профілю ЬКИ) на різних ділянках слабокорельовані, що не дозволяє розповсюдити дані про відому частину профіля на сусідню ділянку або більш великий иар атмосфери. Незважаючи на велику різноманітність конкретних висотних розподілів, профілі М(Ь), усереднені за великі періоди часу, добре узгоджуються з моделлю стандартної атмосфери. Сезонні зміни середнього градієнта N для'всього півторакілометрового шару практично відсутні.

" . Таблиця.

І ! ( і І І І І І

І Диапазон |2... |100... 1500... ЦООО.. |2... |2... . |2... |

І висот,м І ІООІ 500| 10001 1500 ) 5001 10001 1500|

І---------4-------1----------Ь——І---------------------------1--Н-і-1

І5йЛЬод/м|-0,0531-0,052|-0,0351-0,028|-0,0521-0,0441-0,038|

І---------1-------і----------1—ч-----------і—-ч------------Н—І

і(-гн)шіп і-0,01 1-0,0061+0,01Ц+0,0191-0,01Ц-0,0231-0,0221

і---------1-------!------1 - і----------1---:—1-------------1 -і

і(-^)тах 1-0,25 |-0,1551-0,081|-0,084|-0,134|-0,072|-0,0561

І---------^------,-------4------,------,------1------1----

Ібе-к.МодЛ)! 0,0391 0,038 | 0,019| 0,02 | 0,0311 0,013| 0,009| і_________і______і_______і______і______і______і______і_______і

В четвертому розділі приведені результати сумісних метео-і радіовимірювань. Тривалі серії експеріментів, проведені на приводних трасах, дозволили зробити висновок, що поле радіосигналу в межах ирлмої видимості поблизу поверхні розділу

носить інтерференційний характер і в .більшості випадків може бути описане за допомогою дволучової моделі у рамкях концепції еквівалентного радіуса Землі. Синхронні метео- і радіовимірювання дали можливість експериментально визначити шар атмосфери, який ефективно бере участь у поширенні радіохвиль, і показали важливість узгодження висоти зондування з параметрами траси. Виявилось, що середній градієнт у шарі, суттєвому при поширенні, мало відрізняється від ефективного градієнта, визначеного безпосередньо з радіовимірювань, і отже може використовуватись для розрахунку поля радіосигналу в рамках концепції еквівалентного радіуса Землі. По експериментальним даним висота суттєвої області для приводних трас прямої Видимості обмежена розмірами 6і...8і зони Френеля для середини траси і орієнтовно може бути визначена таким чином

}іс - Он + їіг + /(6...8) х Щ/2.

де Ііі і })2 - висоти кореспондуючих пунктів; я - довжина хвилі; І? - протяг траси.

Синхронні вимірювання дистанційних залежностей поля радіосигналу і висотних розподілів коефіцієнта заломлення дозволили виділити і проаналізувати ситуації, коли переважаючим на трасі був один з можливих механізмів поширення. Виявлена різниця в поширенні радіохвиль сантиметрового та дециметрового діапазонів при наявності припіднятого шару, що може служити поясненням „переваги сантиметрових хвиль в ближній загоризонтній області, відзначене в багатьох експериментах.

П'ятий розділ присвячено неконтактному методу діагностики умов поширення, заснованому на вимірюванні радіояскравої температури атмосфери поблизу напряму на горизонт.

Зв’язок між радіояскравою температурою і метеорологічними характеристиками атмосфери відбивається інтегральним рівнянням переносу

Тя - І Т(1)-*(1)'ЄхрГ - ї у(1')<і1'Іс11.

о о ■

де Т(1) та у(1)-термодинамічна температура і коефіцієнт пог-

линання атмосфери уздовж траєкторії променя. Залежність Тй від довжини хвилі входить у даний вираз через коефіцієнт поглинання. Підвищена рефракція та інші механізми, які сприяють далекому поширенню радіохвиль, повинні приводити до зростання довжини шляху 1 в межах ефективно поглинаючого шару атмосфери і, отже, до підвищення Тя за рахунок радіо-теплового випромінювання віддалених від місця прийому ділянок простору. Розрахунок показує, що при хвилеводному поширенні зростання Тя може бути дуже значним. Однак Тя залежить від багатьом факторів (в першу чергу від коефіцієнта поглинання середовища), урахування впливу яких надто складна задача, яка потребує знання просторового розподілу метеопара-метрів атмосфери. Тому основним завданням експериментальних досліджень було знаходження зв’язку радіояскравої температури з умовами поширення.

Внаслідок тривалих спостережень були знайдені параметри залежності яскравої температури від кута місця, добре корелюючі з рівнем радіосигналу на загоризонтній трасі. Одним з таких параметрів, по якому упевнено можно судити про хвиле-водне поширення, є різниця кутомісцевих градієнтів Тя у зоні малих додатних і від’ємних кутів. Практично параметр визначається по відносним вимірюванням яскравої температури у трьох точках кутомісцевого профіля Тя(8). Більш складний параметр, емпіричний вираз для якого приведен у ДиссертаціІ, визначається по вимірюванням у чотирьох точках профіля.

На підставі проведених досліджень запропоновано простий спосіб діагностики по радіояскравому випромінюванню атмосфери. Результати перевірки даного методу подані на рис.2, де по вертикальній осі відкладені значення ефективного градієнта гне. визначені по радіовимірюванням, а по горизонталі аналогічні значення, отримані з радіометричних вимірювань. Коефіцієнт кореляції між порівнювмими величинами перевищує

0,7. При усередненні експериментальних даних по дням вимірювань коефіцієнт кореляції досягає значення.0,81. Варто відмітити, що розкид значень визначених різними способами, частково пов’язан з тим, що для порівняння використовувалась фіксована траса, в той час, як Тя визначає інтегральні умоьи поширення вздовж вибраного напряму.

Розглянутий метод базується на відносних вимірюваннях ра-

діояскравої температури і дозволяє оцінювати умови поширення без притягнення відомостей про-основні метеопараметри атмосфери, що може мати велике значення для оперативної діагностики умов поширення радіохвиль.'

У висновках приведені такі основні результати дисертаційної роботи.

1. Створені малогабаритні Н8Ч-рефрактометри для дослідження діелектричних властивостей атмосфери. В процесі роботи над приладами розроблена оригінальна система термокомпенса-ції для відкритого вимірювального резонатора, яка дозволяє підвищити точність вимірювань і зменшити габарити приладу.

2. Вперше для рефрактометричних вимірювань було використано вертоліт, що істотно розширило можливості досліджень нижнього шару атмосфери. Проведені дослідження границь впливу повітряного потоку від вертольота, результати яких дозволяють вибрати довжину підвіски рефрактометра та режим польоту, необхідні для одержання невикривлених даних про структуру коефіцієнта заломлення атмосфери.

3. За допомогою розроблених автором рефрактометрів і методики вимірювань вперше докладно досліджена структура коефіцієнта заломлення атмосфери в півторакілометровому шарі атмосфери над морем. Одержані відомості про вертикальний розподіл коефіцієнта заломлення, його мінливість і сезонні відміни, іа також статистика хвилеводів' випаровування та при-піднятих тропосферних шарів.

4. Проведені численні синхронні метео- та радіовимірювання. Відзначено протилежний характер сезонних змін множника послаблення на загоризонтній трасі в міліметровому діапазоні хвиль в порівнянні з більш довгохвильовими діапазонами. На прикладі дистанційних залежностей показано вплив різних механізмів поширення на рівень радіосигналу у сантиметровому і дециметровому діапазоні хвиль. Виділені і проаналізовані ситуації, коли переважаючим на трасі був один із можливих механізмів поширення. Лана кількісна оцінка висоти шару атмосфери, суттєвого при поширенні.

5. Досліджена можливість використання власного радіотеп-лового випромінювання атмосфери у зоні ковзних кутів для діагностики умов поширення. Знайдені параметри кутомісцевої залежності радіояскравої температури, чутливі до атмосферної

рефракції і добре корелюючі з умовами поширення на контрольній трасі. Як приклад практичної реалізації дистанційного пасивного методу діагностики запропоновано простий:-спосіб оцінки умов поширення по параметрам кутомісцевої залежності Тя(8) при вертикальній поляризації. .

Основні публікації по темі дисертаційної роботи.

1. ДорфманН.А., Кабанов В.А., Кивва Ф.В., Тургенев И.С.

Статистические'' характеристики показателя преломления в приводном слое атмосферы.- йзв. АН СССР. Физика атмосферы и океана.- 1978, Т.14, N5, 549-552. .

2. Дорфман Н.А., Кабанов В.А., Кивва Ф.В., Тургенев К.С. Рефрактометрические измерения ' показателя преломления атмосферы в приводном слое.- Радиотехника (Харьков), 1980, вып.52, с.91-93.

3. Кабанов В.А., Тургенев И.С. Рефрактометрические измере-

ния с помощью вертолета.- Радиотехника (Харьков), 1980, вып.52, с.94-97. . .

4. Кабанов В.А., Тургенев И.С. Рефрактометрические исследования слоистых метеообразований над морем,- Радиотехника (Харьков), 1980, вып.55, с.99-100.

5. Кортунов В.А.,- Кабанов В.А., Кивва Ф.В., Тургенев И.С. Частотная зависимость уровней СВЧ-сигналов на приводной

' трассе.- Распространение и дифракция радиоволн в мм. и субмм:4'диапазонах-. Сб.' научн. трудов ИРЗ . АН. Украины.

' - Киев: Наукова думка, ’ 1984, с.52-63. ■

6. Кабанов В.А., Майков Г.Г., Синицкий В.В..Тургенев И.С., Хоменко С.И. Исследование распространения радиоволн на морских трассах.- Распространение и дифракция радиоволн в мм. и субмм. диапазонах. Сб. научн. трудов ИРЭ АН Украины.- Киев: Наукова думка, 1984, с.64-72.

7. Кабанов 8-А., Майков Г.Г., Синицкий В.В., Хоменко С.И. Диагностика рефракционных свойств приводного слоя ат’ мосферы контактным и неконтактным методами.-Радиофизические методы и средства для исследований окружающей среды б миллиметровом диапазоне: Сб. науч. трудов ИРЭ АН Украины. -Киев: Наукова думка, 1988, с. 101-108.

8. Кабанов В.А. Термостабильный резонатор.- Авторское свидетельство' СССРN1415286, МклЗ HOI Р7/06, опубл. 8.04.1988, .приор. 18.06.1986.

9. Кабанов В.А., Кивва Ф.В., Кортунов В.А., Синицын В.Г., Тургенев И.О. О роли инверсионных слоев при распространении УКВ-сигналов над морем.- В кн.: Материалы Респ.

• школы-семинара "Автоматизация проектирования ра-дио-техн. систем", Харьков, 1982, 4.4 , 490-498.-'‘Биб-

лиогр.: бназв.- Рукопись деп. в ВИНИТИ 29 июня 1933г., N3489, 83 ДЕЛ. "

10. Kabanov V.A., Kivva F.V., Kortunov У.A., Sinitsin V.Q.,

Tourgenev l.S. Effect of "anomalous" tropospheric M-profiles over the sea on SHF field strengths. Ursi Commission F 1983 Symposium, Louvain. Belgium, June 1983, p.47. '

11. Кабанов В.А. Диагностика условий распространения радиоволн по радиотепловому излучению атмосферы. - Отчет о НИР ’’Исследование распространения декаметровых, метровых и сантиметровых радиоволн над взволнованной морской поверхностью с учетом рефракции в приводном слое атмос1' феры". N ГР 01870067837, ИРЭ АН Украины, Харьков, 1990,

С.142-162.

12. Кабанов В.А. Оценка условий распространения радиоволн

по радиотепловому излучению атмосферы.-В кн.: ХУI Все. союзная конференция по распространению радиоволн: Тез.

докл. Харьков, 1990, ч.II, с. 66.

13. Кабанов В.А. Результаты, рефрактометрических исследований слоистых метеообразований над морем. - Отчет о НИР "Разработка принципов и создание комплексов дистанционного зондирования атмосферы и морской поверхности в ДКМ и СВЧ диапазонах для решения задач загоризонтной радиолокации, экологии и океанографии" (книга II). N ГР 0192427979, ИРЭ НАН Украины, Харьков, 1993, с.21-32.

14. Кабанов В.А. Инженерный метод диагностики условий расп-

ространения радиоволн по радиотепловому,..излучению атмосферы. - Отчет о НИР "Разработка принципов и создание комплексов дистанционного зондирования атмосферы и морской поверхности в ДКМ и СВЧ диапазонах для решения задач загоризонтной радиолокации, экологии и океанографии" (книга II). N ГР 0192427979, ИРЭ НАН Украины, Харьков, 1993, с. 52-58. . . ’

%

21

Іг о,ч o,t o,t it (г /,/) hjnt S)

id

ai 0Л as Я* to is WA.KM

ti jero UTO-lOTrf.j

CJ осей* С197S-1877n\) . .

Рис.1.

Qtt.,

CV3

-0.16 -С. 14 -0.12 -a ic

. /

• |p Ы »•

••. V;

. •* U*.W fit V* *

• V • • ►%

• • /• • • •* • • %* •

/ • *

-0,04 -aoe -О.ОЄ >0.10 -0,12 -0.14 -0.19 Сгь.І/м

c<p

Рис.2,

0

Кабанов В.А. Структура коэффициента преломления атмосферы и диагностика условий распространения УКВ нал морем. -Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03 - радиофизика. Институт радиофизики и электроники имени А. Я. Уси-кова Национальной Академии Наук Украины, Харьков, 1996.

Разработана методика рефрактометрических исследований пространственной структуры коэффициента преломления атмосферы с помощью вертолета, а также аппаратура для проведения измерений. Получена статистика высотных распределений коэффициента преломления в пограничном слое атмосферы над морем. Отмечена большая вероятность образования инверсионных слоев и их низкое расположение в летние месяцы, что является основной причиной аномально высоких уровней радиосигналов на загоригонтных трассах. Установлено, что поле радиосигнала на приземных трассах прямой видимости определяется средним градиентом. коэффициента преломления,,в слое, существенном при распространении, высота которого ограничена размерами 6Й...8Й зоны Френеля для середины трассы. Исследовано влияние условий распространения радиоволн на радиояркостную температуру в области малых углов места и предложен простой оперативный метод диагностики условий распространения.

Кабанов V.A. The structure of the atmospheric refractive index and diagnostics of USW propagation over the sea. -Manuscript. A dissertation for the Candidate's degree in physics and . mathematics (speciality 01.04.03 -

radiophysics). Institute of Radiopysics and Electronics named after A.Ya.Usikov of the national Akademy of Sciences of Ukraine, Kharkov, 1996.

A technique for refractometric investigations ■ of the spatial structure of the atmospheric refractive-index using a helicopter is devised, and equipment for conducting measurements is developed. Statistical data on the altitude distribution of the refractive index in anmospheric boundary layer over the sea have been obtained. Great probability of forming the inversion layers and their low position during the summer months is noted, which is the main cause of anomalously high levels of radio signals in the overhorizon paths. The radio signal field in the line-of-sight overground paths is found to be determined by the average refractive index gradient in the layer (which is essential in the propagation) whose height is limited by the dimensions of the 6-th...8-th Fresnel zone for the middle of the path. The influence of radio waves propagation condition on the radiance brightness temperature in the region of small elevation angles is investigated and a straightforward technique for diagnosing propagation conditions is suggested

Ключові слава: коефіцієнт заломлення, поширення радіохвиль, діагностика, рефрактометр, радіояскрава температура.