沙尘媒质中电磁波的传播与散射
作者：董群锋 著
出版时间：2018年版
内容简介
本书共分7章，主要内容包括沙尘暴的物理特性、沙尘暴中电磁波的传播特性、带电沙尘对微波传播的影响、球形粒子对脉冲波的散射、各向同性及各向异性带电球形粒子的散射特性等。本书可作为从事电磁波散射、电磁波传播、气溶胶遥感、雷达系统和隐身技术等研究的技术人员、研究生及相关专业科研工作者的参考书。
目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 沙尘暴中电磁波传输特性的研究现状 2
1.2.2 球形粒子对电磁波散射的研究现状 4
1.2.3 带电球形粒子散射的研究现状 5
1.2.4 各向异性球对电磁波散射特性的研究现状 5
1.3 本书主要内容 6
第2章 沙尘暴的物理特性 8
2.1 沙尘暴的含义 8
2.2 中国沙尘暴天气的空间分布和时间分布 8
2.2.1 沙尘暴天气的空间分布 8
2.2.2 沙尘暴天气的时间分布 9
2.3 沙尘暴的尺寸分布模型 11
2.3.1 沙尘暴的浓度 11
2.3.2 沙尘暴中沙尘的粒子尺寸分布 11
2.3.3 沙尘暴中粒子的形态 13
2.4 沙尘粒子的介电特性 13
2.4.1 沙尘粒子的介电常数 13
2.4.2 沙尘粒子的等效介电常数 16
本章小结 18
第3章 沙尘暴中电磁波的传播特性 19
3.1 引言 19
3.2 介质球散射理论 19
3.3 水平路径上毫米波在沙尘暴中传播的衰减和相移 21
3.4 地空路径上毫米波在沙尘暴中的传播特性 22
3.4.1 不同沙尘尺寸分布下I3/I2 23
3.4.2 水平路径及地空路径上计算结果和分析 24
3.5 沙尘媒质中的衰减和去极化效应模型 25
3.5.1 传播常数 26
3.5.2 沙尘的微波衰减模型 26
3.5.3 去极化效应 27
3.5.4 计算结果和分析 28
3.6 毫米波段脉冲波在沙尘媒质中的传输特性 34
3.6.1 脉冲波在媒质中的传输理论 34
3.6.2 脉冲畸变的数值计算 35
3.7 沙尘媒质中的雷达后向散射特性 36
3.7.1 雷达接收功率 37
3.7.2 沙尘对雷达信号的影响 37
3.7.3 雷达的反射率因子 38
3.7.4 雷达回波功率和等效目标散射截面 38
3.7.5 计算结果和分析 39
3.8 沙尘的红外传输衰减 41
3.8.1 沙尘粒子的红外散射、吸收和消光特性 41
3.8.2 沙尘红外衰减特性 43
本章小结 45
第4章 带电沙尘对微波传播的影响 47
4.1 引言 47
4.2 单个带电球形粒子的Rayleigh散射 47
4.2.1 带电球形粒子模型 47
4.2.2 带电球形粒子的散射振幅 48
4.3 水平路径上微波在带电沙尘中的传输特性 50
4.3.1 指数分布下沙尘的衰减 50
4.3.2 对数正态分布下沙尘的衰减 51
4.3.3 沙尘不同尺寸分布对微波传输的影响 54
4.4 地空路径上微波在带电沙尘中的传输特性 58
4.4.1 带电沙尘引起的衰减和相移 59
4.4.2 地空路径上带电沙尘引起的衰减和相移 59
4.5 带电球形粒子的Mie散射 63
4.5.1 带电球形粒子的Mie散射系数 63
4.5.2 带电沙尘粒子的散射特性 64
4.5.3 沙粒衰减与能见度关系的计算 65
本章小结 66
第5章 球形粒子对脉冲波的散射 67
5.1 引言 67
5.2 带电水滴的介电特性 67
5.2.1 水滴的介电常数 67
5.2.2 带电水滴的介电常数 68
5.3 带电水滴对平面波的散射特性 69
5.3.1 Rayleigh散射 69
5.3.2 带电水滴的散射特性数值计算 70
5.4 球形粒子对脉冲波的散射特性 72
5.4.1 球形粒子对脉冲波的散射 72
5.4.2 脉冲波的散射系数 73
5.4.3 水滴对脉冲的散射计算 74
5.4.4 沙尘粒子对脉冲的散射计算 75
本章小结 77
第6章 各向同性带电球形粒子的散射特性 78
6.1 引言 78
6.2 各向同性介质球对任意入射平面电磁波的Rayleigh散射 78
6.2.1 球内/外电势及电场 78
6.2.2 散射振幅和散射截面 81
6.2.3 数值计算与结果讨论 82
6.3 各向同性带电球形粒子对任意入射平面电磁波的Rayleigh散射 83
6.3.1 局部均匀带电球形粒子内/外电势及电场 84
6.3.2 局部均匀带电球形粒子的散射特性 86
6.3.3 局部非均匀带电球形粒子内/外电势及电场 87
6.3.4 局部非均匀带电球形粒子的散射特性 89
6.3.5 数值计算与结果讨论 89
本章小结 91
第7章 各向异性带电球形粒子的Rayleigh散射特性 92
7.1 引言 92
7.2 介质球的各向异性Rayleigh散射 93
7.2.1 介电张量 93
7.2.2 球内/外电势及电场 93
7.2.3 散射振幅和散射截面 96
7.2.4 数值计算与结果讨论 97
7.3 各向异性带电球形粒子Rayleigh散射 98
7.3.1 局部均匀带电球形粒子内/外电势及电场 99
7.3.2 局部均匀带电球形粒子的散射特性 101
7.3.3 局部非均匀带电球形粒子内/外电势及电场 102
7.3.4 局部非均匀带电球形粒子的散射特性 103
7.3.5 数值计算与结果讨论 104
本章小结 105
参考文献 106
