《光信号在地球大气中的传输》求取 ⇩

第一章　概述1

1.1　光信号和光学干扰的基本性质1

1.1.1　光度学概念的适用范围2

1.1.2　偏振特性4

目录5

序言5

1.1.3　大气的光学干扰5

1.2　大气中光波的散射8

1.2.1　单个粒子对光波的散射8

1.2.2　粒子系对光波的散射10

1.2.3　气溶胶大气的光学模式14

1.3　湍流大气中光波的传播18

1.3.1　湍流大气的性质18

1.3.2　波的振幅起伏和相位起伏20

1.3.3　湍流介质对光束结构的影响24

1.3.4　湍流大气的光学模式27

1.4　地球大气中光的折射31

1.4.1　斜程地球折射32

1.4.2　水平路程的地球折射37

1.4.3　随机折射39

1.4.4　光学折射与频谱的关系40

1.5　大气气体对光辐射的吸收42

1.5.1　基本概念和定义42

1.5.2　单根谱线的吸收44

1.5.3　重叠谱线组的吸收48

1.5.4　非均匀大气的吸收50

第二章　大气散射引起的光信号的能量衰减52

2.1　光信号的分子散射53

2.2　光信号的气溶胶散射（模式数据）54

2.2.1　近地层的散射系数和衰减系数55

2.2.2　衰减系数的高度剖面59

2.3　大气霾和降水的光谱透过率（实验数据）65

2.3.1　大气霾的透过率65

2.3.2　降水的透过率74

2.4　布格尔定理的适用条件79

2.4.1　适用条件的一般特性79

2.4.2　独立散射的条件82

2.4.3　在湍流大气中的适用条件87

2.5　光信号在一次散射情况下的衰减90

2.5.1　点光源的信号衰减91

2.5.2　准直光束的衰减94

2.5.3　大散射粒子系产生的光束衰减的计算99

2.6　布格尔定理在窄光束中的适用范围101

2.6.1　光源和接收机几何参数的影响102

2.6.2　介质光学性质的影响105

第三章　大气的分子吸收引起的光信号能量衰减108

3.1　大气气体吸收光谱的一般特性108

3.2　实验研究114

3.3　理论研究120

3.4　布格尔定理适用范围和条件122

3.4.1　适用条件的一般特性122

3.4.2　弱辐射强度的条件124

3.4.3　窄辐射脉冲宽度的条件127

第四章　大气中光信号的散射产生的背景干扰129

4.1　前向散射的背景亮度129

4.1.1 前向散射的背景亮度与光学厚度的关系129

4.1.2　空间分布132

4.1.3　雾和霾的定量数据136

4.2　后向散射辐射的背景亮度138

4.2.1　一次散射公式138

4.2.2　考虑二次散射的计算144

4.2.3　空间分布148

4.3　散射辐射的偏振特性154

4.3.1　前向散射辐射的偏振特性155

4.3.2　后向散射辐射的偏振特性156

4.3.3　雷达脉冲的散射辐射的偏振特性159

第五章　大气中外来辐射源的背景干扰165

5.1　不同性质的背景干扰的一般特性165

5.2　散射太阳辐射的背景167

5.2.1　散射辐射的光谱组分167

5.2.2　白天无云天空的亮度和偏振特性171

5.2.3　多云天空和无云天空亮度的统计结构179

5.3　大气自身的辐射背景183

5.3.1　大气的热辐射背景183

5.3.2　大气的发光背景189

5.4　地-气系统的向上辐射特征191

5.4.1　光谱组分192

5.4.2　空间分布和角分布197

5.5　下垫面对光辐射的反射特性200

5.5.1　光谱反照率200

5.5.2　光谱亮度系数203

5.5.3　风浪水面反射辐射亮度的起伏特性207

第六章　散射大气对光信号的时间调制210

6.1　在离散介质中传播的辐射的强度起伏210

6.1.1　模拟介质中的实验211

6.1.2　降水的透过率起伏212

6.1.3　起伏特性的计算215

6.2　离散介质中散射辐射的强度起伏219

6.2.1　实验研究220

6.2.2　一次散射近似的计算223

6.2.3　考虑多次散射的计算230

6.3　光辐射在湍流大气中的强度起伏234

6.3.1　起伏方差与距离的关系234

6.3.2　起伏方差与波长的关系238

6.3.3　强度起伏的频谱240

6.4　脉冲光信号在散射介质中的传输243

6.4.1　传播脉冲的模糊244

6.4.2　反射脉冲的特性247

7.1　空间频率传递概述253

7.1.1　光学系统的滤波253

第七章　散射大气对光信号的空间调制253

7.1.2　散射介质光学传递函数的一般特性257

7.2　通过混浊大气的远距离目标的视度260

7.2.1　一次散射的光学传递函数261

7.2.2　一次散射的视度公式266

7.2.3　考虑多次散射的视度公式270

7.3　通过湍流大气的远距离目标的视度274

7.3.1 湍流大气的光学传递函数的性质275

7.3.2　远距离目标图象的模糊和对比与距离的关系283

7.4　通过非均匀大气的远距离目标的视度287

7.4.1　湍流大气中垂直路程的视度287

7.4.2　通过薄离散介质层的视度289

7.4.3　一次散射近似的计算291

7.4.4 混浊大气中斜程的视度294

参考文献297