用三维抛物方程的CNFD技术计算传播损耗

推导了三维抛物型方程(3DPE)方法的相关计算公式,在此基础上,利用CNFD(Crank-Nicolson Finite-Difference)技术和传统非局部吸收边界条件,采用了矩阵预处理技术处理大规模矩阵,大大改善了计算机存储量的限制状况,同时实现了场值的快速递推.将数值计算结果与双线干涉理论值进行比较,两者吻合很好.     

基于圆柱抛物方程的城市环境电波预测模型

提出了一种三维实体重建技术与柱坐标抛物方程结合的城市环境电波传播预测方法.从数字地图中提取城市建筑物高程矢量数据,建立立体光刻文件的拓扑数据结构,将其转化为抛物方程模型对应的扇形栅格数据,实现城市建筑群的三维几何模型重构.同时结合聚类算法并利用城市影像信息对地表环境进行分类,对不同类型的地表媒质赋予不同电磁参数,实现真...     

一种基于抛物方程的散射传输损耗预测方法

抛物方程(PE)已经被广泛应用于电波传播预测模型,并成为解决电磁波传播问题的主要工具。针对目前仅有散射传输损耗年中值预测方法,对短期预测的迫切需求,在考虑大气湍流对大气折射指数影响的基础上,结合湍流非相干散射理论,采用PE预测在湍流状态下的散射传输损耗,并与实测数据进行比较。结果表明,应用PE可以较准确地预测出湍流大气环境下的散射传输损耗天中值。     

预估城镇小区电波传播损耗的一种三维抛物方程算法

为城镇小区电波传播问题建立了一种三维抛物方程模型,并且用二维分部傅立叶变换方法求解。计算了几种不同地形上建筑物障碍分布的小区电波传播衰减因子,和UTD理论及数值积分方法计算出的结果吻合得比较好,从而验证该模型的有效性,同时也说明了三维抛物方程模型能更准确地反映出小区建筑物宽度对场的绕射作用,为城镇小区电波传播问题的估算提供了一种更为准确的算法模型。     

基于分形的粗糙海面三维抛物方程模型及其应用

风驱海浪随机起伏变化是海面环境的典型特征之一, 而较大的风浪通常会给海面无线通信带来重要的影响.传统的抛物方程(Parabolic Equationmethod, PE)模型在预测粗糙海面的电波传播时, 未能充分考虑海浪的电磁散射以及阴影效应等.针对以上不足, 文中基于三维抛物方程, 引入动力学分形方法, 对传统的抛物方程模型进行了改进研究.相比传统的Miller-Brown近似方法, 改进后的预测模型能更好地反映出海浪几何特征对电磁波传播的影响.最后以舰载雷达的有效探测范围为计算背景, 对粗糙海面的电波传播特性进行了仿真分析, 结果表明了该模型在区域级海面环境电波预测的可行性.     

海上大气波导的抛物方程法分析

大气波导是影响电子信息系统的重要环境因素,影响着海上雷达等无线电系统的运作,文中利用抛物方程的离散混合傅里叶变换算法,建立了海上大气波导中电磁波传播路径模式,并对标准大气、蒸发波导和表面波导中的电磁波传播损耗进行比较,结果表明海上大气反常传播可实现低空目标的超视距探测。     

基于三维PE方法的雷达波传播损耗估计

阐述了三维抛物方程(3DPE)方法的基本原理及数值实现方法,并用3DPE计算了雷达波在平地面上传播的干涉损耗和单刃锋障碍绕射损耗,与经典理论计算所得的结果相当吻合.     

基于抛物方程的短波电离层传播数值模拟研究

短波电离层传播损耗的计算对电离层基础研究与短波通信、天波超视距雷达等应用有重要意义，以往主要采用半经验模型.文中基于电磁波传播的抛物方程方法，实现对短波电离层传播损耗空间分布的数值计算，该方法可同时考虑电磁波传播的折射、反射、绕射和吸收等效应.根据电子浓度剖面数据，仿真计算了不同频点和天线波束宽度情况下的电离层传播损耗，从折射效应引起的传播模式、反射点高度、地面落区位置方面，与射线描迹结果进行对比，两者具有一致性.此外，进一步仿真分析了电离层的吸收效应.研究结果初步表明了抛物方程方法预测电离层传播的有效性及其强大的功能.     

基于全局透射边界条件的宽角抛物方程电波预测模型

提出了一种新型的基于全局透射边界条件（non-local boundary condition,NLBC）的Greene近似宽角抛物方程（wide-angle parabolic equation,WAPE）电波预测模型,用于求解对流层远距离复杂环境中的电磁波传播特性.采用有限差分法（finite difference method,FDM）求解WAPE得到了三对角线性方程组,可以快速地求解整个空间的电场分布,也可以对不规则的地表环境进行精确建模.本文提出的WAPE模型解决了传统的PE离轴传播角度偏小的问题,将电波的最大传播仰角提升至约50°,同时大大减小了计算区域中上边界吸收层的设置尺寸,从而提高了PE的计算效率.实验证明,当伪微分算子的相位误差不超过0.002时,Tappert、Claerbout和Greene近似形式得到的最大传播角分别为20°、35°和45°.最后,通过与经典的光学双射线模型进行对比,证明本文提出的基于NLBC的Greene近似WAPE模型的可计算传播仰角更大,对上边界处反射电磁波有良好的吸收效果.因此,本文的模型适用于对流层远距离复杂环境中电磁波传播特性的精确预测.     

大气波导中基于抛物方程法的障碍物定位

为了解决遥感遥测、自动导航、电子战等领域中常常涉及到障碍物定位问题,在单向抛物方程法的逆算法的基础上提出了双向抛物方程法的逆算法。应用该逆算法对大气波导环境中的障碍物进行了探测和定位,采用插值法分析了大气波导对障碍物定位精确度的影响。仿真结果表明,通过双向抛物方程法的逆算法可以对传播路径上的障碍物进行探测和定位,而且大气折射率变化会对定位精确度产生较大影响。     

基于双向抛物方程逆算法的障碍物定位技术研究

在单向抛物方程法的逆算法即逆绕射抛物方程法的基础上,研究了双向抛物方程法的逆算法,对障碍物引起的后向场进行了逆绕射运算,并根据该逆绕射场分布来确定障碍物的位置和高度.基于此逆算法对刃峰形障碍物的定位问题进行了数值仿真求解,分析了天线高度和刃峰位置的变化对定位精度的影响.数值结果表明双向抛物方程逆算法能用于对障碍物进行定位,且对单刃峰的定位精度很高.     

基于改进型绕射非局部边界条件的三维抛物方程分解模型预测电波传播

绕射非局部边界条件是基于有限差分法求解抛物方程时使用的一种透明边界条件。它的最大优点是只用一层网格就能很好完成波地吸收,而缺点是由于涉及到卷积积分的计算,因此计算速度低。针对此问题,该文首先引入可以加快其计算速度的递归卷积法和矢量拟合法。这里把结合了这两种数值计算方法的绕射非局部边界条件称为改进型绕射非局部边界条件。在此基础之上,提出将这种改进型的绕射非局部边界条件应用到3维抛物方程(3DPE)分解模型中。最后通过数值计算,证明了改性型绕射非局部边界条件3DPE分解模型在计算精度和计算速度方面的优势。     

抛物方程模型在海上电波传播中的应用

针对舰载雷达探测威力预报,推导了电磁波传播的抛物型方程模型.该模型基于修正平坦地面的抛物型方程,并使用分步Fourier算法求解,能够计算舰载雷达在空间各点的传播损耗和检测概率.计算结果同舰载雷达的实际观测值进行比较,表明两者之间有较好的吻合.     

抛物界面光波导的模吸收损耗

用微分法由抛物界面光波导的近似模方程导出模吸收损耗系数的表达式,并结合计算实例进行了误差分析。     

基于抛物方程的海上电波传播研究

抛物方程已经被广泛地应用于电波传播预测模型,并成为解决电磁波传播问题的主要工具。针对目前大多数预测模型处理粗糙海面的不足,引进了一种能包含海面阴影效应的粗糙度修正因子,并由于电波在海面上传播主要受到蒸发波导和粗糙海面的影响,结合抛物方程和蒸发波导理论对海面上的电波传播进行了研究,利用PE模型计算了电波在蒸发波导中不同条件下的传播损耗,并分析了蒸发波导和粗糙海面对电波传播的影响。     

基于抛物方程的无线电环境地图快速构建方法

研究一种基于三维抛物方程的无线电环境地图快速构建方法,并探讨几种空间插值方法的精确度和适用性,为网络优化和管理提供一种有效工具。利用抛物方程快速计算大区域复杂环境电场分布,参考地理学中最佳统计单元选取四种典型研究区域,分别采用Kriging、反距离加权法(IDW)、双调和样条插值和基于三角剖分的几种插值法对研究区域进行分析。结果表明：a) 几种三角剖分插值和双调和样条插值在各区域RMSE最小且时间最短,但空间拟合程度最低;b) Kriging在各区域中空间拟合程度最高,RMSE和时间随半方差模型有所差异;c) IDW在各区域中RMSE和空间拟合程度较好,但需要时间最长。几种空间插值方法中,指数模型Kriging能以最高精确度和适用性构建基于三维抛物方程的无线电环境地图。     

基于滑动平均和逆抛物方程的目标定位法

应用逆抛物方程法进行有源目标定位时,传播空间中的背景散射体会产生高强度的杂波,从而导致其定位精度下降或失效.针对这一问题,使用自适应滑动平均算法进行有效信号提取,研究了不规则地形和不均匀大气媒质环境中的目标定位问题,分析了定位误差和定位门限的选取.通过对离散化的回波数据进行处理,利用运动目标和背景杂波的非相干特性进行信号提取和杂波抑制.仿真结果表明:该方法与逆抛物方程定位算法相比,改善了目标位置的信号聚焦程度和信干噪比.     

基于抛物方程的电波相位预测方法

针对大气波导和不规则地形等复杂环境下的电波传播相位预测,研究了基于抛物方程(PE)的相位计算方法,并通过与理想导体平面上自由空间条件下几何光学双射线模型计算的传播相位对比,对该相位计算方法进行了验证.在此基础上,利用PE方法计算的幅度和相位,研究了大气波导对脉冲信号传播的影响.     

基于matlab的复杂地形下障碍物机械损耗传播研究

建立了陡峭地形和光滑地形下电波的传播模型,并用matlab进行模拟仿真,得到了不同地形下传播因子的伪彩图。然后对比了光滑地形和陡峭地形的传播损耗结果,光滑地形和平静海面的传播损耗结果,发现障碍物对无线电传播的影响很大,反射介质对无线电传播影响较小。     

森林中电波传播的抛物方程法

抛物方程法能处理非均匀介质环境中的电波传播问题,并可用FFT步进算法快速求解,在电波传播中得到了广泛运用.该文用抛物方程法求解了森林中的电波传播问题,并将计算结果与Tamir侧面波模型的结果进行比较,二者吻合很好.最后用抛物方程法分析了森林中电波传播的特性.