Распространение радиоволн в лесной среде. Теория боковой волны
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор теоретических и экспериментальных исследований распространения радиоволн в лесных средах
1.1 Распространение радиоволн в лесной среде
1.2 Исследование частотной зависимости ослабления радиоволн лесом
1.3 Зависимость поглощения радиоволн от расстояния при распространении в лесной растительности
1.4 Эффект усиления поля по высоте при размещении антенн в лесной растительности и над ней
1.5 Влияние поляризации на ослабление радиоволн, распространяющихся в лесу, и эффект деполяризации
Вывод
Глава 2. Теория боковой волны
2.1 Выражение для боковой волны
2.2 Физический смысл боковой волны
2.3 Смещение лучей при отражении и боковая волна
Вывод
Глава 3. Исследование боковых волн в лесных покровах
3.1 Экспериментальные исследования распространения боковых волн в лесной среде
3.1.1 Методика проведения измерений и результаты дистанционного зондирования лесного полога
3.1.2 Результаты измерений на открытой местности (поле) и в лесу
3.1.3 Результаты исследований электродинамических свойств леса с учетом его видового состава и внутренней структуры
3.2 Экспериментальное исследование диэлектрических свойств лесного покрова
3.2.1 Метод определения диэлектрических свойств лесного покрова на основе анализа условия формирования боковых волн
3.2.2 Расчет эффективной диэлектрической проницаемости леса
3.3 Распространение боковых волн в условиях сложного рельефа местности и неоднородности лесного покрова
Вывод
Заключение
Литература
Введение
Актуальность исследования. В последние десятилетия интерес к исследованию распространения электромагнитных волн в лесных покровах традиционно остается велик. Особую актуальность такие исследования приобрели с развитием методов дистанционного зондирования земной поверхности. Это связано с существенным влиянием лесной растительности на параметры электромагнитных излучений практически любых диапазонов, определяющим, во многих случаях, особенности распространения волн вблизи земной поверхности.
Существенное влияние на условие распространения радиоволн и на работу всей радиосвязи в целом оказывает наличие растительности. Из всех типов растительного покрова самым распространенным является лес. При изучении электродинамических характеристик лесной растительности интерес представляет рассмотрение следующих вопросов. Это определение ослабляющих и рассеивающих свойств растительности, особенно важное применительно к задачам дистанционного зондирования, и разработка способов учета ее влияния на характеристики сигналов путем построения моделей леса как случайно-неоднородной среды. Обзор состояния электродинамических свойств в растительных средах дано в работе [1]. Информация о подходах и результатах моделирования распространения радиоволн в лесу содержится в обзоре [2].
Говоря о прохождении радиоволн УКВ диапазона через лесные массивы, можно вести речь о нескольких основных механизмах распространения. Во-первых, это - рассеяние и поглощение при непосредственном прохождении волн через лесной покров. Так как при этом уровень излучения быстро убывает, данный способ распространения имеет существенное значение только на небольших дистанциях. Второй механизм связан с формированием боковых волн, распространяющихся над верхней кромкой леса и практически не ослабляющихся из-за влияния растительности, за счет чего на больших дистанциях такой способ распространения сигнала в присутствии лесного покрова является основным. Иногда вводятся в рассмотрение также волны, отраженные от верхней кромки леса. Однако такими волнами в силу их малой амплитуды и быстрого затухания в УКВ диапазоне частот можно пренебречь. На очень больших расстояниях и низких частотах необходим учет ионосферной волны [3].
Цель работы. Поскольку в существующей ныне литературе нет данных, касающихся предельных частот, на которых возможно распространение боковых волн в лесных средах, отсутствуют исследования, связанные с определением дистанций, на которых формируется и проявляется такой тип волн, не рассмотрено влияние видового, структурного состава, свойств растительности, рельефа местности на данный механизм распространения сигналов в лесу. Цель дипломной работы - рассмотрение этих вопросов.
Дипломная работа состоит из введения, трех глав и заключения.
Первая глава дипломной работы посвящена обзору опубликованных в отечественной и иностранной литературе источников по вопросам распространения радиоволн в лесных средах. Дается краткое рассмотрение этих вопросов. Также дано детальное обсуждение выявленных при этом эффектов, таких как частотная зависимость удельного ослабления, влияние поляризации на ослабление радиоволн, дистанционная и высотная зависимость напряженности поля в лесу.
Во второй главе рассмотрена теория боковой волны. Дано математическое выражение для боковой волны, позволяющее получить количественные оценки и физическая картина механизма распространения боковой волны
В третье главе приводятся результаты экспериментального исследования боковых волн в лесной среде. Доказана возможность их формирования для лесов, типичных для территории республики Бурятия, уже на дистанциях порядка 100 м.
Изложен метод определения э