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第二章气象目标物对雷达电磁波的散射.pdf

发布:2017-09-17约2.4万字共72页下载文档
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气象目标对雷达电磁波的散射 1.散射的基本知识 2.球形水滴和冰粒的散射 3.非球形粒子散射 4.粒子群散射 5.晴空回波的散射和反射 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 散射现象和散射特性 散射现象和雷达回波 l 当电磁波传播遇到空气介质和云、降水粒子时,入射的电磁波 会从这些质点向四面八方传播相同频率的电磁波,称为散射现 象。 l 云雨粒子接收到雷达发射的电磁波之后,向各个方向产生散射, 天线接收到的来自粒子后向的散射,称为雷达回波。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 散射现象和散射特性 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 散射现象和散射特性 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 散射现象和散射特性 散射过程: l 入射电磁波使粒子极化,正负电荷中心产生偏移而 成电偶极子或多极子,并在电磁波激发下作受迫振动 ,向外界辐射电磁波,就是散射波。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 散射现象和散射特性 散射物质和散射特性 l 空 分子、 溶胶粒子、水滴、冰晶等颗粒物会造成 散射。 l 大气介质折射率不分布均匀也会造成散射。 l 雷达波长较长,其散射物主要是云、雾、降水粒子。 l 粒子散射电磁波的能力与粒子的大小、形状、相态、 电学特性有关。 l 散射只改变电磁波的传播方向,不改变能量形式。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 散射现象和散射特性 单个球形粒子的散射 2 p r 定义无量纲尺度参数 a l n 当α1时:Rayleigh散射,也称分子散射。如 空 分子对可见光的散射。 n 当0.1 α50:Mie散射。如大 中的云滴对可见 光的散射。 n 当α50:几何光学:折射。如大雨滴对可见光 的折射、反射,彩虹等光现象。 思考: l 对于3cm和10cm雷达遇到半径0.1cm的雨滴发生哪种散射? PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 散射现象和散射特性 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 散射现象和散射特性 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 散射现象和散射特性 引入散射函数/方向函数 (θ, φ) n S 为入射能流密度,S 为距粒子R处的散射能流密度。 i s S n 由能量守恒定律, S s i b R 2 n 考虑各向异性散射,
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