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高緯電離層及其對無線電傳播的影響

包郵 高緯電離層及其對無線電傳播的影響

作者:張雅彬 著
出版社:科學出版社出版時間:2025-03-01
開本: 其他 頁數: 514
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高緯電離層及其對無線電傳播的影響 版權信息

  • ISBN:9787030798596
  • 條形碼:9787030798596 ; 978-7-03-079859-6
  • 裝幀:平裝
  • 冊數:暫無
  • 重量:暫無
  • 所屬分類:>

高緯電離層及其對無線電傳播的影響 內容簡介

地球高層大氣中電離層的物理特性能夠使我們利用它開展越來越廣泛的通信應用。本書以現代的視角分析了高緯高層大氣的物理和現象,以及極光和極地地區無線電傳播的形態。
涵蓋無線電傳播的基礎知識和電離層研究中無線電技術的使用,以及對高緯電離層物理和形態的描述。高緯無線電傳播的許多研究以前只發表在會議和研究報告中,本書陳述了許多平靜和受擾的高緯高頻傳播行為的例子。

高緯電離層及其對無線電傳播的影響 目錄

目錄 譯者序 原書前言 第 1 章 電離層基本原理 1 1.1 引言 1 1.1.1 電離層與電波傳播 1 1.1.2 高緯電離層特征 2 1.2 大氣的垂直結構 3 1.2.1 命名 (術語) 3 1.2.2 大氣流體靜力學平衡 4 1.2.3 逸散層 5 1.2.4 中性大氣的溫度剖面 6 1.2.5 成分 8 1.3 高層大氣物理 10 1.3.1 引言 10 1.3.2 Chapman 函數 12 1.3.3 化學復合原理 14 1.3.4 垂直輸運 16 1.4 電離層的主要層 18 1.4.1 引言 18 1.4.2 E 層和 F1 層 20 1.4.3 D 層 25 1.4.4 F2 層和質子層 30 1.4.5 F2 層異常 32 1.4.6 太陽黑子周期的影響 36 1.4.7 F 層電離層暴 37 1.5 電離層電導率 39 1.5.1 引言 391.5.2 無磁場時的電導率 39 1.5.3 磁場的影響 39 1.5.4 電導率的高度變化 40 1.5.5 電流 42 1.6 聲重力波和電離層行擾 42 1.6.1 引言 42 1.6.2 理論 43 1.6.3 電離層行擾 46 1.6.4 文獻 46 1.7 參考文獻 47 第 2 章 影響高緯電離層的地球物理現象 51 2.1 引言 51 2.2 磁層 51 2.2.1 地磁場 51 2.2.2 太陽風 52 2.2.3 磁層頂 58 2.2.4 磁鞘和激波 60 2.2.5 極隙 61 2.2.6 磁尾 61 2.3 磁層中的粒子 61 2.3.1 主要粒子群 61 2.3.2 等離子體層 62 2.3.3 等離子體片 65 2.3.4 俘獲離子 66 2.3.5 環電流 69 2.3.6 Birkeland 電流 70 2.4 磁層動力學 71 2.4.1 環流型 71 2.4.2 場合并 74 2.4.3 磁層電場 75 2.4.4 等離子體層動力學 76 2.5 磁暴 772.5.1 引言 77 2.5.2 **的磁暴與 Dst 指數 77 2.5.3 高緯磁灣擾;極光帶電集流 77 2.5.4 磁指數 79 2.5.5 大磁暴和一個案例 83 2.5.6 磁層波現象 85 2.6 高能粒子電離 86 2.6.1 電子 87 2.6.2 軔致輻射 X 射線 87 2.6.3 質子 88 2.7 參考文獻 90 第 3 章 無線電傳播基礎 95 3.1 引言 95 3.2 電磁輻射 95 3.2.1 真空中的視距傳播基礎 95 3.2.2 雷達原理 97 3.2.3 折射率的意義 99 3.2.4 無線電波與物質的相互作用 101 3.3 中性大氣中的傳播 102 3.3.1 中性大氣的折射 102 3.3.2 地形影響 105 3.3.3 噪聲與干擾 107 3.4 電離層傳播 115 3.4.1 磁離子理論 115 3.4.2 無線電波電離層反射 118 3.4.3 斜入射與垂直入射的關系 120 3.4.4 穿越電離層傳播 122 3.4.5 無線電閃爍原理 125 3.4.6 包括陡峭邊界反射和全波解的傳播 133 3.4.7 哨聲 138 3.5 電離層散射 140 3.5.1 相干散射 1413.5.2 前向散射 142 3.5.3 非相干散射 142 3.6 HF 傳播預測程序 144 3.7 總結 145 3.8 參考文獻 146 第 4 章 電離層探測技術 151 4.1 引言 151 4.2 地基系統 151 4.2.1 電離層測高儀 151 4.2.2 相干斜向無線電探測系統 156 4.2.3 非相干散射雷達 168 4.2.4 D 層吸收測量 170 4.2.5 HF 發射改變電離層 175 4.3 天基系統 178 4.3.1 地球衛星和無線電火箭探測的歷史 178 4.3.2 無線電信標實驗的工作原理和當前部署 178 4.3.3 頂部 (電離層) 探測器 179 4.3.4 衛星和火箭的原位技術 179 4.3.5 能力和局限 180 4.4 其他技術 181 4.4.1 HF 陣列接收機和多普勒系統 181 4.4.2 HF 多普勒技術 182 4.4.3 電離層成像 182 4.5 總結 182 4.6 參考文獻 183 第 5 章 高緯 F 層和槽 189 5.1 高緯 F 層環流 189 5.1.1 引言 189 5.1.2 環流模式 189 5.2 高緯 F 層的狀態 195 5.2.1 極蓋 F 層 195 5.2.2 極隙效應 1985.2.3 極風 198 5.2.4 極光卵形環內和附近的 F 層 201 5.3 高緯 F 層不規則體 203 5.3.1 引言 203 5.3.2 增強:補片和斑塊 203 5.3.3 不規則體產生的閃爍 208 5.4 主槽 216 5.4.1 引言 216 5.4.2 主槽的觀測特性和狀態 217 5.4.3 槽的極向邊緣 223 5.4.4 單個槽運動 224 5.4.5 機制和模型 227 5.5 高緯槽和洞 228 5.6 總結和啟示 231 5.7 參考文獻 232 第 6 章 極光、亞暴和 E 層 237 6.1 引言 237 6.2 環帶發生 237 6.2.1 極光帶和極光卵形環 237 6.2.2 極光卵形環模型 240 6.3 極光現象 246 6.3.1 發光極光 246 6.3.2 發光極光的分布和強度 246 6.3.3 極光光譜學 250 6.3.4 電離層效應 252 6.3.5 外沉降區 253 6.4 亞暴 256 6.4.1 歷史 256 6.4.2 極光亞暴 256 6.4.3 亞暴的電離層特征 260 6.4.4 亞暴電流 260 6.4.5 磁層亞暴 2636.4.6 IMF 的影響和亞暴觸發問題 267 6.4.7 暴與亞暴的關系 268 6.5 高緯 E 層 269 6.5.1 引言 269 6.5.2 極區 E 層 269 6.5.3 平靜條件下的極光 E 層 269 6.5.4 擾動的極光 E 層 269 6.5.5 極光雷達 273 6.5.6 極光次聲波 275 6.5.7 聲重力波的產生 276 6.6 總結和啟示 277 6.7 參考文獻 278 第 7 章 高緯 D 層 283 7.1 引言 283 7.2 極光電波吸收 284 7.2.1 引言——歷史和觀測技術 284 7.2.2 典型的極光吸收事件及其時空特性 285 7.2.3 時空統計特性 294 7.2.4 動力學 297 7.2.5 與地球物理活動的關系和極光吸收的預測 306 7.2.6 極光吸收事件更廣泛的地球物理意義 312 7.3 極蓋事件 321 7.3.1 引言 321 7.3.2 PCA 事件特性 322 7.3.3 太陽耀斑和無線電輻射的關系 327 7.3.4 質子到達地球過程中產生的影響 328 7.3.5 不均勻性及午間恢復 333 7.3.6 對地面大氣的影響 335 7.4 相干散射和夏季中層回波 341 7.5 總結和啟示 344 7.6 參考文獻 345第 8 章 高緯電離層電波傳播:**部分——基本原理和實驗結果 351 8.1 引言 351 8.2 ELF 和 VLF 電波傳播 353 8.3 低頻和中頻傳播 361 8.4 高頻傳播 367 8.4.1 Alaska 和 Scandinavia 之間的定頻試驗 367 8.4.2 阿拉斯加和美國大陸間的傳播測試 372 8.4.3 其他跨極 HF 定頻實驗 375 8.4.4 College-Kiruna 定頻吸收研究 385 8.4.5 極光帶吸收事件對 HF 傳播的影響 388 8.4.6 掃頻實驗 388 8.4.7 1956 ~ 1969 年 HF 高緯研究的其他結果 393 8.4.8 HF 高緯度傳播路徑的多普勒效應和衰落效應 405 8.5 VHF/UHF 傳播和微波傳播 433 8.6 總結 434 8.7 參考文獻 435 第 9 章 高緯無線電傳播:第二部分——建模、預測和干擾因素緩解技術 440 9.1 引言 440 9.2 電離層射線追蹤、建模和傳播預測 440 9.2.1 電離層射線追蹤 440 9.2.2 準確高緯模型 442 9.2.3 電離層模型的驗證 444 9.2.4 高緯 ELF-HF 預報性能 445 9.2.5 利用高頻傳播數據對選定的電離層預測模型的*新驗證 450 9.3 VHF/UHF 傳播預測 460 9.4 電離層模型驗證的*新進展 460 9.5 高頻傳播擾動減緩 463 9.5.1 早期嘗試 463 9.5.2 利用日地數據減緩 464 9.5.3 自適應 HF 技術 465 9.5.4 實時信道評估 471 9.5.5 HF 高緯傳播信道評估*新進展 4749.6 其他高緯傳播現象和評價 478 9.6.1 HF 高緯路徑上的大方位誤差 478 9.6.2 亞暴對極光和亞極光區 HF 路徑的影響 479 9.6.3 利用 GPS/TEC 數據研究 HF 極光傳播 481 9.6.4 使用多頻的高緯高頻調制的性能 483 9.7 總結和討論 489 9.8 參考文獻 489 附錄 相關書籍 495
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