2.3.2　地球大气的影响

地球的表面包围着大气，大气的密度随高度而变化。从地面到达约30 km 高度之内的大气层，称为对流层。一般的雷达目标大多处于对流层，电磁波在其中传播时，就会产生折射和衰减，这种现象被称为大气折射和大气衰减［10］。对雷达低空性能的影响主要来自大气折射，大气折射主要是由于空气的密度不均匀，离地面越高，空气越稀薄。因此，在正常大气条件下，电磁波是在非均匀介质中传播，其传播路径为向下弯曲的曲线而不是直线，如图2-36中射线1所示。由斯涅尔（Snell）定律可证明，射线的曲率半径与垂直负梯度（dn/dh）有关。

如果垂直负梯度达到157 N/km，大气中水平发出的射线的曲率半径就等于地球表面的半径，雷达的作用距离将不再受到视距限制，这就是临界折射，如图2-36中射线2所示。由于水平传播的射线实际上是向下弯曲的，其曲率要大于地球表面曲率，故垂直负梯度dn/dh ＜157 N/km，此时电磁波将被限制在地球表面一定高度的区域内来回反射，产生超折射现象，如图2-36中射线3所示。因产生超折射时，电磁波在大气中的传播跟在波导中的传输方式相近，故称之为大气波导。

图2-36　大气传播的典型折射类型