1各波段电波传播方式和特点.doc

::静止电荷产生场表现为对于带电体有力作用,这种场称为电场。不随时间变化电场称为静电场。运动电荷或电流产生场表现为对于磁铁与载流导体有力作用,这种物质称为磁场。不随时间变化磁场称为恒定磁场。:如果电荷及电流均随时间改变,它们产生电场及磁场也是随时变化,时变电场与时变磁场可以相互转化,两者不可分割,它们构成统一时变电磁场。时变电场与时变磁场之间相互转化作用,在空间形成了电磁波。静电场与恒定磁场相互无关、彼此独立,可以分别进行研究。,但是客观存在一种物质,因为它具有物质两种重要属性:能量与质量。但电磁场与电磁波质量极其微小,因此,通常仅研究电磁场与电磁波能量特性。电磁场与电磁波既然是一种物质,它存在与传播无需依赖于任何媒质。在没有物质存在真空环境中,电磁场与电磁波存在与传播会感到更加“自由”。因此对于电磁场与电磁波来说,真空环境通常被称为“自由空间”。当空间存在媒质时,在电磁场作用下媒质中会发生极化与磁化现象,结果在媒质中又产生二次电场及磁场,从而改变了媒质中原先场分布,这就是场与媒质相互作用现象。;公元前300年我国发现了磁石吸铁现象;后来人们发现了地球磁场存在。1785年法国科学家库仑(1736-1806)通过实验创建了著名库仑定律。1820年丹麦人奥斯特(1777-1851)发现了电流产生磁场。同年法国科学家安培(1775-1836)计算了两个电流之间作用力。1831年英国科学家法拉第(1791-1867)发现电磁感应现象,创建了电磁感应定律,说明时变磁场可以产生时变电场。1873年英国科学家麦克斯韦(1831-1879)提出了位移电流假设,认为时变电场可以产生时变磁场,并以严格数学方程描述了电磁场与波应该遵循统一规律,这就是著名麦克斯韦方程。该方程说明了时变电场可以产生时变磁场,同时又表明时变磁场可以产生时变电场,因此麦克斯韦预言电磁波存在,后来在1887年被德国物理学家赫兹(1857-1894)实验证实。在这个基础上俄国波波夫及意大利马可尼于19世纪末先后发明了用电磁波作为媒体传输信息技术。静电复印、静电除尘以及静电喷漆等技术都是基于静电场对于带电粒子具有力作用。电磁铁、磁悬浮轴承以及磁悬浮列车等,都是利用磁场力作用。当今无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等信息技术都是利用电磁波作为媒介传输信息。以上新技术广泛应用又促进了电磁理论发展。由此创建了很多剖析电磁场与波新方法,研制了很多电磁性能优越新材料。特别是随着大容量高性能及高速度计算机出现,不但解决了很多电磁理论计算问题,同时也萌生了计算电磁场与波新方法,从而形成计算电磁学新学科,它是当今电磁学重要分支。(约50千里以下)与高层,整个大气层垂直结构可按不同方式划分,其中按温度划分:对流层、平流层、中层、热层、与逃逸层按成分划分:均匀层、非均匀层、氢层与质子层按电磁性划分:中性大气层(从对流层到平流层)、电离层与磁层(参图一)下面着重讨论对流层、平流层、,主要成份是氮、氧、氢、二氧化碳与水汽混合物,是具有旋转气团、各种云层、暖锋、冷锋、雨雪与风暴活动湍动区,平均高度为11千米,呈中性状态。它对超短波与微波传播影响甚大,主要表现为对电波折射衰减与散射,其折射率n与折射指数N受温度T、压强P、湿度e气象三要素控制,对其它波段无线电波,可将对流层视为自由空间处理。。平流层中各分层排列有序并不混合,20km以下平流层温度基本保持不变,所以又称为同温层。在20-50km高度范围内,其温度在逐渐升高,到达50km约最大值。除臭氧外,这一区域中大气化学成分基本恒定不变。臭氧能吸收太阳紫外辐射,然后向平流层释放热量,使大气层维持热平衡,另外臭氧还能吸收太阳紫外辐射,对地球生态环境与生命活动起着巨大保护作用。、结构、成分电离层是中性大气层与磁层之间过渡区域,稀薄大气受太阳辐射紫外线,X射线与各种微粒辐射作用,电离为自由电子与离子,加之电离作用较快,复合作用较慢,致使电离层中存在自由电子与离子,数量上足以影响无线电波传播,一般认为其高度大约从60千米延伸到1000千米左右,其中电子密度变化达四个量级,在某些简化假设下,查普曼从电离与复合平衡出发提出了电离层简单形成理论(a、大气仅由一种成分气体组成,且为平面分层。b、