微波环境大气折射率结构常数模型研究

摘要信息：“水平气流中微波折射率结构常数建模”是一篇研究论文，主要探讨了在2.4GHz微波频段下，大气中的水汽压如何影响大气折射率结构常数。作者仓蕾、赵恒凯和郑国莘来自上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建重点实验室。文章采用了湍流能量耗散率方法计算温湿度结构常数，并修正了干燥空气的归一化公式，以此建立在水平气流环境中的微波折射率结构常数模型。通过对隧道环境中实际气象参数的分析，研究发现湿度对折射率结构常数的贡献大于温度。 这篇论文的核心知识点包括： 1. **大气折射率结构常数**：这是一个衡量大气湍流强度的物理量，它描述了大气中折射率变化的不均匀性，对于电磁波在大气中的传播路径和衰减有直接影响。在无线通信、雷达探测等领域，这一常数是重要的考虑因素。 2. **微波环境**：文章专注于2.4GHz频率范围，这是微波通信的一个常见频段，包括Wi-Fi、蓝牙等技术。在这个频段内，大气条件对电磁波传播的影响尤为显著。 3. **水汽压的影响**：湿度作为大气中水蒸气含量的度量，其压力对大气折射率结构常数有显著影响。较高的水汽压会导致更大的折射率变化，从而增加电磁波传播的不确定性。 4. **TKE闭合方案**：TKE代表湍流动能（Turbulent Kinetic Energy），这是一种用于描述湍流流动的理论方法。在文中，作者使用TKE闭合方案来计算温湿度结构常数，这涉及到将湍流能量耗散率纳入考虑，以更准确地描述大气条件。 5. **水平气流环境**：在水平气流中，大气湍流的特性可能与垂直气流不同，因此需要特定的模型来描述在这种条件下的折射率结构常数。 6. **模型构建**：通过修正干燥空气的归一化公式，作者建立了适合水平气流环境的微波折射率结构常数模型，这为理解和预测微波信号在特定环境下的传播提供了理论基础。 7. **实验验证**：利用隧道环境中的气象数据进行分析，论文的结论强调了湿度对折射率结构常数的主导作用，这对优化无线通信系统的设计和性能评估具有重要意义。 8. **中图分类号**：TN925，表明这篇文章属于无线电通信、广播技术领域。 9. **文献标志码**：A类，通常表示该论文为理论与应用研究的原创性学术论文，具有较高的学术价值。 这篇论文揭示了在微波通信中，尤其是在水平气流条件下，湿度对于大气折射率结构常数的重要影响，这对于改善无线通信系统的性能和设计具有实际应用价值。