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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/Ⅰ223

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