Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ОТРАЖЕНИЕ РАДИОВОЛН

ОТРАЖЕНИЕ РАДИОВОЛН

ОТРАЖЕНИЕ РАДИОВОЛН - отражениеволн эл.-магн. природы в диапазоне от сверхдлинных волн вплоть до границысветового диапазона (см. Радиоволны). Как и в случае световых волн, <О. р. обусловлено резким (в пределах длины эл.-магн. волны) изменениеммакроскопич. параметров среды, характеризующих распространение радиоволн:диэлоктрич.и магн. проницаемостей. <Для О. р. справедливы все общие закономерности отражения волн. Важностьи специфика О. р. обусловлены его широким использованием в практике радиосвязи, радиолокации, радионавигации, телевидения и исследования окружающей среды и как следствие - большимразнообразием свойств и отражающихсред и геометрии отражающих объектов. В случае О. р. от резкой границыпротяжённых объектов (длина волны l- характерного размера отражающего тела) с гладким покрытием (диэлектрич. <и металлич. покрытия, снежная, водная и др. поверхности) имеет место зеркальноеО. р.. к-рое описывается Френеля формулами. При наличии шероховатостейотражающей поверхности происходит диффузное отражение. При размеретела l отражаетсямалая часть энергии волны (частичное О. р.). На использовании зеркального, <диффузного и частичного О. р. основаны радиолокация и радиозондирование. <Зеркальное О. р. наблюдается в параболич. антеннах, радиовысотомерах, <ионозондах и т. д. Диффузное О. р. происходит, напр., при радиолокациипланет с космич. аппаратов. О. р. от движущихся объектов сопровождаетсяизменением частоты отражённой волны (см. Доплера эффект). Этот эффектшироко используется для определения скорости отражающих объектов.

Эффективное О. р. происходит от объёмныхнеоднородностей в среде размером l~что встречается в практике исследования атмосферы (отражение санти-, милли-и субмиллиметровых волн от частиц пыли, осадков и аэрозолей). Аналогичныйэффект возникает в среде с непрерывным заполнением слабыми 1) неоднородностями диэлектрич. (либо магн.) проницаемости. При этом осн. <роль играет О. р. от дифракционной решётки с пространственным периодом l_p~образованной иеоднородностями среды. На этом эффекте основан т. н. методчастичных отражений для исследования атм. и ионосферных неоднородностей. <Причём для увеличения эффективности О. р. используют искусственно созданныедифракц. решётки с тем же пространств. периодом l _р (прирадкоакустич. зондировании атмосферы и нек-рых др. исследованиях нижнейионосферы).

О. р. сильно зависит от геом. характеристики резонансных свойств отражающего объекта (см. Волновод, Волновод металлический, <Волноводное распространение радиовол). Напр., тонкая диэлектрич. (илимагн.) пластина толщиной d порядка длины падающей волны в зависимости от соотношения d и можетдать либо полное отражение, либо полное прохождение радиоволны. На этомэффекте основаны селективные по частоте запирающие либо согласующие устройства. <При плавных изменениях и О. <р. происходит от слоя, в к-ром составляющая волнового вектора волны в проекциина grad (илиgrad )обращается в нуль. О. р. при этом описывается Снелля законом и др. <законами геом. оптики. Последоват. многократное О. р. от поверхности Землии ионосферы является основой загоризонтной радиолокации и радиосвязи (см. Загиризонтноераспространение радиоволн). В то же время многократные О. р. в городахвносят помехи для телевидения и радиовещания. На О. р. от ионосферы существенносказывается плазменный резонанс, к-рый возникает, когда частота радиоволнприближается к плазменной частоте электронов ионосферной плазмы. В областиплазменного резонанса происходит взаимодействие падающей волны с собств. <колебаниями ионосферы, что приводит к модификации коэф. О. р., резко усиливаютсянелинейные эффекты. Нелинейное О. р. сопровождается дополнит. амплитуднойи фазовой модуляцией, изменением диаграммы направленности отражённогопучка радиоволн, аномальным поглощением (см. Распространение радиоволн). Аналогичныеэффекты могут иметь место при О. р. от лаб. плазмы, а также от плазменныхоболочек, возникающих вокруг движущихся в атмосфере космич. объектов.

Лит.: Гинзбург В. Л., Распространениеэлектромагнитных волн в плазме, 2 изд., М., 1967; Гуревич А. В., ШварцбургА. Б., Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере, М., 197.3;Радиолокационные методы исследования Земли, М., 1980; Яковлев О. И., Распространениерадиоволн в космосе, М., 1985.

Н. А. Митяков, В. Ю. Трахтенгерц.