Рефракция при распространении волн в тропосфере

В свободном однородном пространстве радиоволны по большей части являются плоскими или сферическими. Их волновое число Если среда характеризуется показателем преломления то ее волновое число будет

Плоская волна распространяется прямолинейно, каждый луч сферической волны вдоль радиуса сферы также распространяется прямолинейно.

В неоднородных средах ЭМВ утрачивают свойство прямолинейности своего распространения. Наряду с явлениями интерференции и дифракции при РРВ большое значение имеет явление рефракции радиоволн при их распространении в тропосфере и ионосфере. Под явление рефракции ЭМВ понимается изменение направления распространения волны (луча) при изменении показателя преломления n среды, через которую эта волна проходит. Для воздуха и у поверхности Земли (в среднем). Преломляющие свойства воздушной среды принято оценивать индексом преломления

(73)

Зависимость индекса преломления от высоты h называется индексом преломления

(74)

Для стандартной атмосферы

Изменение и с высотой зависит от метеорологических условий. Обычно при увеличении высоты и уменьшаются, а фазовая скорость растет. Это приводит к искривлению (рефракции) радиолучей.

Если в тропосфере под углом к горизонту распространяется волна, фронт которой совпадает с прямой ab (рисунок 30) то вследствие того что в верхних слоях тропосферы волна движется с большей скоростью, чем в нижних, верхняя часть фронта обгоняет нижнюю и фронт волны поворачивается (луч искривляется).

Рисунок 30 - Искривление радиолучей в тропосфере в результате

ее неоднородности