Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 6. 10 februari 1953 - Ultrakorta radiovågors utbredning i de lägre luftlagren, av Bengt Josephson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
10 februari 1953
97
Fig. 1A. Radiovågors spridning i turbulent luft enligt
ekv. (32).
Pekeris1 tanken på att förklaringen kunde ligga
i inverkan av spridning. Ej förrän 1950
framlades emellertid mer fullständiga teorier för
detta fenomen, av H G Booker & W E Gordon2
samt av E C S Megaw3.
Turbulensen i luften är dels mekanisk (friktionskrafter)
dels termisk. Genom tryck- och temperaturvariationer
åstadkommes vindrörelser, vilka i sin tur underhåller
tryck- och temperaturvariationerna. Turbulens existerar i
alla gasformiga eller flytande media, som rör sig utmed
fasta ytor, förutsatt att hastighet och volym är tillräckligt
stora och viskositeten tillräckligt låg.
Ekvationer för spridningseffekten
Booker & Gordon har uppställt följande formel
för den spridda effekten i en riktning, som bildar
vinkeln ß med den infallande strålningen (se
fig. 14)
(zl el ef • (2 ti l/Xf sin2 y
o [O, ip) =
(32)
där o är spridd effekt per enhet rymdvinkel,
enhet infallande effekt och volymsenhet luft, ip
vinkeln mellan E-vektorn i den infallande vågen och
O -riktningen, {A e/e) kvadratiskt medelvärde av
relativ variation i e och l turbulensskalan.
De av turbulensen bestämda storheterna i
denna formel är A e och l.
Med hjälp av ekv. (32) fås följande formel för
kvoten mellan mottagen och utsänd effekt (se
fig. 15)
p„
p,
A lAe
Åd\ e
r-e-f-T
(33)
där A är den absorberande arean för både
sän-dar- och mottagarantennerna, och där det
antagits, att 0 æ 0 och att A e är oberoende av
höjden.
Turbulensens skala och intensitet
Inom en liten luftvolym är tryckvariationerna
mycket små och inverkar ej direkt på
brytningsindex. Om i formel (25) standardatmosfärens
värden på tryck, temperatur och fuktighet,
enligt föregående, insättes, fås därför efter
differentiering
A n • 10ü ^ 4,5 A e — 1,3 A T
(34)
Även fuktighetsvariationerna har man
konstaterat vara små så att A T År den viktigaste stor-
heten. Genom mätning med snabba instrument
finner man normalt temperaturvariationer på ca
0,5—1°C, varför fluktuationerna i n och e är av
storleksordningen
An^± K)"0; Ae=2nAn^zt2- 10~°
Om turbulensskalans storlek råder en
betydande osäkerhet.
Luftvirvlar av inom vida gränser varierande
storlek kan existera samtidigt. Luftens viskositet
sätter den undre gränsen, under vilken rörelsen
blir laminär.
Fenomenet beskrivs närmare i följande lilla vers, som
uppspårats av Megaw och tillskrivs en tidigare forskare
inom området, L F Richardson
Big vvhirls have little whirls
That feed ön their velocity;
And little whirls have lesser whirls
And so ön to viscosity.
Booker & Gordon räknade med ett värde på l av
ca 10 cm, varmed deras formler gav en hygglig
överensstämmelse med utförda
signalregistreringar.
Megaw har ur observationer av
vinkelfluktuationer hos stjärnljus beräknat / vara av
storleksordningen 50—100 m.
Representativa värden på / kan erhållas ur
me-delvindshastigheten och
temperaturvariationernas frekvensspektrum. Vid en del mätningar av
dessa storheter med snabba instrument4 har man
kommit till / = 2—5 m. Ännu måste dock
turbulensskalans storlek vid olika väderlek och på
olika höjd betraktas som i hög grad outforskad
och detta gäller även den andra i detta
sammanhang för turbulensen karakteristiska egenskapen,
variationerna i brytningsindex.
Karakteristiska egenskaper hos spridningen
Ur formel (32) för den från en viss begränsad
luftvolym spridda effekten kan många
intressanta saker utläsas.
Om våglängden l är mycket mindre än
turbulensskalan /, blir spridningen i huvudsak
begränsad till framriktningen, dvs. till ett område inom
vilket vinkeln O är mycket liten. Effekttätheten
i riktningen G har då minskat till 1/4 av
maximalvärdet för
2 Til
(35
Förhållandena blir härvid oberoende av den in-
Fig. 15. Radioförbindelse med riktade antenner på stort
avstånd; energin når mottagarantennen genom spridning i
den för antennernas stråikoner gemensamma luftvolymen.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
