Аномальное распространение - Википедия - Anomalous propagation

Аномальное распространение (иногда сокращается до анапроп или же анопроп)[1] включает различные формы распространение радио из-за необычного распределения температуры и влажности по высоте в атмосфере.[2] Хотя это включает распространение с большими потерями, чем в стандартной атмосфере, в практических приложениях это чаще всего относится к случаям, когда сигнал распространяется за пределы нормального радиогоризонта.

Аномальное распространение может создавать помехи для радиосвязи в диапазонах ОВЧ и УВЧ, если удаленные станции используют ту же частоту, что и местные службы. Например, эфирное аналоговое телевещание может прерываться удаленными станциями на том же канале или искажаться передаваемые сигналы. ореолы). Радиолокационные системы могут давать неточные данные о дальностях или пеленгах для удаленных целей, если «луч» радара искривляется из-за эффектов распространения. Однако радиолюбители пользуются этими эффектами в ТВ и FM DX.

Причины

Профиль температуры воздуха

Суперрефракция при работе радара

Первое предположение предсказания распространения радиоволны состоит в том, что она движется через воздух с температурой, которая снижается со стандартной скоростью с высотой в тропосфера. Это дает эффект небольшого изгиба (преломления) пути к Земле и учитывает эффективный диапазон, который немного превышает геометрическое расстояние до горизонта. Любое изменение этого стратификации температур изменит путь, по которому идет волна.[2] Изменения в пути можно разделить на супер и под преломление:[3]

Суперрефракция

"Суперрефракция" перенаправляется сюда. Для музыкального альбома см. Супер преломление.

Очень часто иметь температурные инверсии образуются у земли, например, охлаждение воздуха ночью при сохранении тепла на высоте. Это происходит одинаково на высоте, когда теплый и сухой воздух перекрывает более прохладный, как в проседание высокая причина усиления высокого давления. Показатель преломления воздуха увеличивается в обоих случаях, и электромагнитная волна изгибается к земле, а не продолжается вверх.

При инверсии поверхности и базы луч в конечном итоге упадет на землю, и часть его может отразиться обратно к излучателю. При воздушной инверсии изгиб будет ограничен вовлеченным слоем, но изгиб будет расширять путь луча, возможно, за пределы обычного горизонта передачи.

Атмосферный канал

Основная статья: Атмосферный канал

Когда инверсия очень сильная и неглубокая, электромагнитная волна захватывается внутри инверсионного слоя. Луч будет многократно отражаться внутри слоя, как в волновод. В наземных воздуховодах луч будет многократно попадать в землю, вызывая отраженные эхо-сигналы на постоянном расстоянии к излучателю. В надземных воздуховодах передача может быть увеличена на очень большие расстояния.

Под преломлением

Под преломлением при работе радара

С другой стороны, если воздух нестабилен и остывает быстрее, чем стандартная атмосфера с высотой, волна выше ожидаемой и может не попасть в намеченный приемник.

Другие причины

Другие способы регистрации аномального распространения: тропокаттеры вызывая нарушения в тропосфера, рассеяние из-за метеоры, преломление в ионизированный области и слои ионосферы, а также отражение из ионосферы.[3]

Ну наконец то, многолучевое распространение недалеко от земной шар Поверхность России имеет несколько причин, в том числе атмосферный воздуховод, ионосферное отражение и преломление, а также отражение от водоемов и земных объектов, таких как горы и здания.

В радио

Аномальное распространение может быть ограничивающим фактором для распространения радиоволн, особенно сверхрефракции. Однако отражение от ионосферы - обычное использование этого явления для увеличения диапазона сигнала. Другие множественные отражения или преломления труднее предсказать, но они все же могут быть полезны.

Радар

Положение радиолокационных эхо-сигналов сильно зависит от стандартной гипотезы снижения температуры. Однако реальная атмосфера может сильно отличаться от нормы. Аномальное распространение (AP) относится к ложным радиолокационным эхо-сигналам, обычно наблюдаемым в спокойных стабильных атмосферных условиях, часто связанным с сверхрефракцией в температурная инверсия направьте луч радара на землю. Затем программа обработки ошибочно разместит отраженные эхосигналы на той высоте и расстоянии, на которых они были бы в нормальных условиях.[4]

Этот тип ложного возврата относительно легко обнаружить во временной петле, если он вызван ночным охлаждением или морской инверсией, поскольку можно увидеть очень сильные эхосигналы, развивающиеся по площади, распространяющиеся по размеру, не перемещающиеся, но сильно меняющиеся по интенсивности со временем. После Восход солнца, инверсия постепенно исчезает и соответственно уменьшается площадь. Инверсия температуры существует слишком раньше теплые фронты, и вокруг грозы холодный бассейн. Поскольку в этих условиях существуют осадки, аномальные эхо-сигналы при распространении смешиваются с реальным дождем и / или интересующими целями, что затрудняет их разделение.

Аномальное распространение отличается от земля беспорядок, отражения океана (беспорядок на море), биологические поступления от птиц и насекомых, мусора, мякина, песчаные бури, извержение вулкана шлейфы и другие метеорологические явления без осадков. Помехи от земли и моря - это постоянное отражение от фиксированных участков на поверхности со стабильными отражательными характеристиками. Биологический рассеиватель дает слабое эхо на большой поверхности. Они могут меняться со временем по размеру, но не сильно по интенсивности. Мусор и мякина преходящи и со временем перемещаются в высоту. Все они указывают на то, что действительно существует и имеет отношение к оператору радара и / или легко объяснимо и теоретически может быть воспроизведено. AP в смысле радар в просторечии известен как «мусор», а беспорядок на земле - как «мусор».[нужна цитата ]

Доплеровские радары и Импульсно-доплеровские радары извлекают скорости целей. Поскольку точка доступа исходит от стабильных целей, можно вычесть данные об отражательной способности, имеющие нулевую скорость, и очистить радиолокационные изображения. Землю, беспорядок на море и всплеск энергии от заходящего солнца можно различить так же, но не иначе. артефакты.[4][5] Этот метод используется в большинстве современных радаров, в том числе диспетчерских и метеорологические радары.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Питер Мейшнер (ред.), Метеорологический радар: принципы и расширенное применение, Springer Science & Business Media, 2005 г., ISBN  3540003282 стр.144
  2. ^ а б Всемирная метеорологическая организация. «Аномальное распространение». Eumetcal. Архивировано из оригинал на 2015-09-24. Получено 2012-09-10.
  3. ^ а б У. Л. Паттерсон, К. П. Хаттан, Г. Э. Линдем, Р. А. Пол, Г. В. Хитни, К. Д. Андерсон, А. Э. Барриос. Технический документ 2648. Система прогнозирования эффектов рефракции инженера (EREPS) Версия 3.0. Май 1994 года. Сан-Диего, Калифорния.
  4. ^ а б "Общие ошибки в интерпретации радара". Environment Canada. Архивировано из оригинал на 2006-06-30. Получено 2007-06-23.
  5. ^ "Обнаруженные радаром закаты от Миннесоты до Теннесси". Национальная служба погоды. В архиве из оригинала от 6 июля 2007 г.. Получено 2007-06-23.