Исследование статистических характеристик радиоволн СВЧ диапазона при распространении в случайно-неоднородной атмосфере

Условия распространения электромагнитных волн сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона существенно зависят от состояния атмосферы на пути их распространения. В зависимости oт вертикального распределения температуры, влажности, давления и водности, турбулентности атмосферы формируются различные типы атмосферной рефракции, ослабления электромагнитных волн и флуктуации параметров электромагнитной волны, которые существенным образом определяют характеристики обнаружения различных объектов. В связи с этим большое значение приобретают моделирование прохождения СВЧ сигналов через атмосферу, исследование фазовой структуры сигнала и его затухание в различных сезонных и погодных условиях, взаимодействия волн с турбулентными неоднородностями воздуха, оценка влияния на характеристики принимаемых сигналов вертикальной стратификации атмосферы и отражений от подстилающей поверхности.
Было проведено моделирование поведения пространственной корреляционной функции флуктуаций интенсивности СВЧ сигнала, распространяющего в случайно-неоднородной атмосфере. Свойства среды задавались корреляционной функцией флуктуаций комплексного потенциала диэлектрической проницаемости. Использовано параболическое приближение волнового уравнения для пространственной функции когерентности четвертого порядка и спектральный метод численного решения этого уравнения. Метод основывается на расщеплении уравнения функции когерентности на два уравнения, одно из которых описывает дифракцию СВЧ сигнала при распространении в среде без рассеяния, другое – рассеяние на случайных неоднородностях среды. Представлен численный расчет изменения относительной дисперсии флуктуаций интенсивности СВЧ сигнала в поперечной плоскости и по трассе распространения для различных значений параметра, характеризующего свойства случайно-неоднородной среды. Результаты могут быть использованы для реконструкции корреляционной функции флуктуаций комплексного потенциала диэлектрической проницаемости при решении обратных задач рассеяния.