[拼音]：duiliuceng dianbo sanshe chuanbo

[外文]：tropospheric scattered propagation of radio wave

利用对流层折射指数随机不均匀体对入射无线电波的再辐射，将无线电波传送到视线距离以外的一种传播方式。

对流层散射传播方式发现于40年代末至50年代初。在此之前，一般认为微波和超短波不能被电离层反射，沿地球表面的绕射场又很弱，所以只能在视距范围内沿直线传播。如果需要在地面上进行超过视距的远距离通信，则只能用一段段视距电路进行“接力”才能实现。后来，人们发现在大大超过视距的地方也可以收到微波和超短波信号，但并不是始终存在，而是由偶尔出现的对流层波导或超折射所引起的“反常”信号。第二次世界大战期间及以后，用于雷达、调频广播、电视等方面的大功率发射机大量出现，人们经常在远远超过视距的地方接收到虽然很微弱，但却始终存在的信号，其强度比用绕射理论所预算的强得多。这一实验事实不能用已有的理论解释。1950年，H.G.布克和W.E.戈登首先提出用对流层折射指数湍流不均匀体对无线电波的散射来解释这种现象。随后，其他学者又先后提出层反射理论、不均匀块反（散）射理论。这些理论都能部分地解释实验结果，但又或多或少地和实验结果不相符合。因此，有些书的作者谨慎地称这一传播方式为“微波、超短波超视距传播”，而不肯定其传播机制为散射。更多的人则采用习惯的叫法，称它为“对流层散射传播”。当然，这也并不意味着肯定传播机制即为散射传播。尽管理论上有“机制”的争论，但在实验工作方面却获得了迅速的进展。各国纷纷开设专门试验电路，进行电波传播试验，同时进行半理论、半径验的分析、总结。很快对这种传播方式的特性有了基本的了解。虽然理论上还不够完善和精确，但实验应用却得到迅速发展，对流层散射通信电路纷纷建立。用10千瓦量级的发射机和10米左右直径的抛物面天线，可以在300～500公里的距离内进行几十路电话或一路电视信号的可靠通信。

传播机制

大气层中，折射指数是直接影响电波传播的参量。近似地看，对流层折射指数在垂直方向上随高度的增加而减小，在水平方向是均匀的。因此，可以把折射指数的等值面看成是许多与地球同心的球面，这就是所谓的球面分层近似，但实际上，等值面很少是同心球形状的，而是具有各种尺度的不均匀体。有些等值面形成形状不规则的、随机变化的闭合面。在这些闭合面内的折射指数高于（或低于）外面的数值，这就是折射指数随机不均匀体。它们呈扁平形状，水平方向上的尺度大，垂直方向的尺度小

折射指数不均匀体在入射电波的照射下会产生二次辐射，使原来朝一个方向传播的电波在偏开的方向上也有能量传播。偏开的角度越大，能量就越小。发射天线辐射的部分能量，因接收天线和发射天线波束相交公共体中不均匀体的作用而偏离原来的方向，能够被布置在地平线以下的接收天线收到。这就是对流层散射传播的机制。当然，这里所说的不均匀体包括尺度很小的不均匀体，也包括尺度很大的折射指数突变的层状结构，但是，湍流引起的小尺度不均匀体是经常存在的，而起反射作用的层结仅在一部分时间内出现。在公共体积中有很多不均匀体，其数目、位置和取向都是随机变化的，因此，各个不均匀体所散（反）射的信号具有随机变化的幅度和相位。这些信号在接收天线处叠加成总的接收信号，其幅度和相位均随机变化，这是散射信号的特点。相反，层反射信号比较稳定，强度也较高，因而可以利用接收信号的这些特点来区分传播机制。

信号特性

散射接收信号的变化可分为慢变化和快变化（快衰落）两类。慢变化指变化周期在 1小时以上的变化，通常由气象条件发生变化而引起。散射接收信号具有明显的季节变化，在一年之中，有一个传输损耗最大的月份，也有一个损耗最小的月份。散射信号还有明显的日变化，一般是午后的信号最弱，清晨信号最强。传输损耗还随工作频率而变化：频率在3吉赫以内时，传输损耗与频率的三次方成正比。传输损耗随距离变化的规律比较复杂。粗略地说，距离每增加100公里，传输损耗要增加十余分贝。信号变化周期在 1秒以内的快速起伏称为快衰落。它是由于许多相位和幅度都随机变化的信号相互叠加而引起的。快衰落的次数一般从每秒一次到每秒十几次。它的包络起伏服从瑞利分布。为了对付这种快衰落和保证通信的可靠性，在对流层散射通信电路中，需要采用分集接收技术。适合于散射通信用的分集技术有空间分集、频率分集、极化分集和角分集等几种。

接收对流层散射信号时，还会遇到天线增益降低的问题。这是因为到达接收天线口面上的无线电波不是平面波，其幅度和相位都是不均匀的。因此，在天线的照射器上，来波的各个成分不是同相相加，结果信号就没有平面波时那样强，即天线的增益和平面波时相比减小了。天线的口径越大（增益越高），这一现象越严重。

对流层散射传播的发现，为微波、超短波多路通信提供了新的途径，全世界已建立许多对流层散射通信电路。同时，对流层散射传播研究还促进了电离层散射传播、流星余迹散射传播的发现和湍动随机介质传播理论的研究。由于卫星通信，特别是同步卫星通信的出现，对流层散射通信的重要性有所降低。但是，它作为一种传播方式，在特殊地区通信、干扰协调距离计算、对流层介质遥感、远距离侦察接收和超视距雷达等方面，仍有广泛的应用前景。