复杂地形条件下电波传播特性预测

电磁环境计算是战场电磁环境预测仿真系统的核心,为了准确预测不同环境下的电波传播特性,从复杂地形条件展开研究,给出一种基于PE模型的电场强度计算方法,仿真比较了辐射源在不同地表类型下的传播损耗,仿真预测了复杂地形条件下电波传播特性,仿真结果表明地表电磁特性对传播损耗的影响较小,相比于地表电磁特性,不规则地形对电波传播影响更为明显。     

电波传播抛物方程模型在航空通信中的应用

针对航空通信中电波传播损耗预测需要满足精确性、实时性及复杂环境适应性的要求,在分析电波传播损耗对航空通信系统作用范围的影响基础上,采用抛物方程模型研究了航空通信中电波在空间区域的传播特性。该模型利用分步傅里叶算法实现快速求解,采用边界平移法处理复杂地形边界,并通过非均匀网格技术提高空间任意一点的场强计算精度,从而改善了复杂环境下电波传播损耗预测的精确性和实时性。将该模型应用于真实地形环境下的航空通信仿真算例中,仿真结果表明：该模型能有效预测复杂环境下电波的传播损耗,评估在正常通信条件下飞行器的飞行范围、最大飞行距离以及最低飞行高度等性能。     

起伏地形双向抛物线方法的计算与验证研究

双向抛物线方法是复杂环境下电波传播计算中的一种重要方法,提出一种新的不规则地形下双向抛物线方程用于电波传播的计算方法,该算法在求解过程中记录了所有波源的历史路径,结合具体路径对双向抛物线方法进行相位修正,并在步进过程中,对不同极化下障碍物表面的边界条件进行了重新处理,对目前采用的阶梯模型进行了改进。在此基础上,提出使用矩量法来精确验证近距离不同极化下双向抛物线方法的计算精度。通过实例分析,证明了起伏地形下新算法计算的精确性。     

宏小区无线电波传播预测模型仿真分析

无线电波传播模型主要用于计算无线电波传播路径损耗中值.针对宏小区无线电波传播需要考虑地形、环境类型以及构成环境的材料等各方面因素,研究了奥村经验模型中参数的算法和取值,用MATLAB仿真依据线性回归校正算法校正奥村经验模型.仿真结果表明,在频率一定的情况下,随着收发距离d的增加,电波传播路径损耗也增大;建筑物的密度越大,电波传播路径损耗越大.仿真结果与实际环境测试数据一致,也验证了校正的奥村经验模型的可靠性.     

傅里叶分步算法在海上电波传播预报中的应用

针对不规则地形和非标准大气环境,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,采用了分步傅里叶算法;使用AREPS3.0软件计算不同距离上的路径损耗,大气信息取自舰载气象站;并与舰载雷达实际观测数据进行比较,结果表明两者有较好的吻合。     

电磁环境仿真中电波传播模型研究及仿真分析

研究了移动通信信道的电波传播损耗模型,通过对不同模型的仿真对比,指出在飞行器控制通信仿真中宜采用Longley-Rice模型的点对点模式,以适应飞行器控制通信的特殊需求。抽取航天飞机雷达地形测绘使命(SRTM)高程数据作为传播模型点对点模式中传播路径的详细地形剖面数据,仿真结果显示电波预测值与理论值吻合度较高。     

基于射线追踪的米波雷达低角测高

由于实际地形条件很复杂,难以准确建立雷达信号多径传播模型,从而影响了米波雷达低角测高的性能。文中提出采用射线追踪法来改进雷达反射信号多径模型,使其更接近于电波真实传播路径,以期达到提高超分辨测高算法地形适应性的目的。仿真和不同地形条件下的试验结果表明：基于改进后的多径反射模型的超分辨算法在解决地形适应性问题上卓有成效。     

部分森林覆盖山区电波传播特性预测的快速算法

为提高部分森林覆盖山区电波传播特性预测的时效性,提出了一种基于宽角抛物方程(PE)的快速预测算法。采用PE通过分步傅里叶变换(SSFT)求解;在SSFT步进迭代过程中,根据传播路径上森林的等效介电常数、地形的起伏情况,动态选择PE的水平步长。通过对部分森林覆盖的不规则地形条件下的电波传播特性进行仿真,探讨了该方法的可行性和有效性。结果表明：相比于均匀大步长算法,该方法更准确;而相比于均匀小步长算法,该方法能够保证抛物方程的计算精确度,同时极大地提高计算效率。     

基于改进地形重构的SSPE传播预测方法

针对复杂环境下电波传播预测分析难的问题,提出了一种基于地形重构的分步抛物方程(split-step parabolic equation, SSPE)传播预测方法. 该方法采用具有广角传播因子且步长可变的双向SSPE解法,并利用基于改进地形重构的SSPE传播预测方法对真实地形的电波传播特性进行仿真分析和试验验证. 与现有的电波传播预测方法相比,该方法结合了真实地形,通过改进重构算法对地形建模效果进行完善,并利用变步长双向SSPE解法进行传播损耗的预测. 仿真试验结果表明,此预测方法6 dB以内的精度满足了高精度电波传播模型的要求,表明该方法具有实际意义与推广价值.     

复杂环境下电波传播损耗的测试与仿真

确定性的电波传播特性预测方法为通信装备内场仿真测试中所需的通信链路传播损耗计算提供了一条高效准确的途径。采用外场实地测试和基于射线追踪算法的确定性电波传播损耗预测软件,仿真2种手段对真实环境下某条特定通信链路的传播损耗进行了预测,给出了测试和仿真结果,分析了误差来源,表明了采用基于射线追踪算法的确定性电波传播损耗预测方法对复杂环境下通信链路传播损耗计算的可行性。     

基于LiDAR点云的地理电磁环境建模及仿真研究

在复杂地理环境中,不规则的地形和多样化的地表覆盖物会给电波的传播造成较大的影响.针对数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）电磁建模缺少地表覆盖物信息的不足,研究了基于LiDAR点云的地理电磁环境的建模.采用数学形态学方法对格网化后的LiDAR点云数据进行处理,从点云数据中先后提取了地物、地形的信息,在此基础上,对各种地物赋予其相匹配的电磁参数,得到了更为准确的地理电磁环境的模型,并采用抛物方程模型对有真实地表覆盖物环境下的电波传播特性进行了仿真分析.相较于传统的基于DEM的电磁建模,该电磁建模方法能够获取到地形、地物的信息,更全面地考虑到地物对电波传播特性的影响,预测结果也将更加准确有效.     

不同气象条件下雷达能量覆盖范围研究

基于实际地形和气象条件,通过插值技术实现从三维数字地球生成地形路径上高精确度的高程数据,结合大气折射率模型和抛物方程模型,计算电磁波在地形剖面上的传播损耗。通过方位角扫描,计算出单站雷达在空间特定高度的能量覆盖范围。仿真结果表明,该方法可同时考虑气象和地理因素对雷达能量覆盖范围的影响,与人眼视觉范围对比更能体现电磁波的传播效应,为有效预测复杂气象地理环境下雷达能量覆盖范围提供了一种可靠的技术途径。     

抛物线方程中不规则地形的分段线性模型的研究与验证

主要研究了对流层电波传播过程中起伏地形的处理方法。阐述了抛物线方程中阶梯地形方法和分段线性方法,提出了新的初始场设置方法,并给出了算法。利用该方法,仿真计算了尖劈地形下电磁波传播问题,并与射线法和UTD方法的计算结果进行了比较。计算结果显示了分段线性方法的优越性。     

基于MATLAB提取数字地图的电波传播问题研究

在抛物方程的基础上引入了地形高程剖面,预测了复杂地形条件下的电波传播特性.首先,基于MATLAB提取调用了数字地图,给出了其主要程序流程图以及提取调用的方法,之后采用插值方法增加了地形模型与实际地形剖面的契合度;其次,使用MATLAB的GUI功能设置了一个高程剖面系统,该系统能够提取地球上任意两点之间的地形高程剖面;最后,通过将高程剖面系统提取的地形高程剖面加入到抛物方程模型中进行计算,分析了在复杂地形环境下电波传播的特性.     

抛物方程法在森林环境电波传播特性预测中的应用

为提高大区域森林环境电波传播特性预测的准确性,研究抛物方程（PE）法在森林环境电波传播特性预测中的应用,提出了基于抛物方程的森林模型。该模型采用PE法实现准确快速求解,考虑森林在垂直方向上的非均匀性,引入森林分层模型,将森林分为树冠、树干两个均匀有耗介质层,并根据森林区域的特性参数确定各有耗介质层的等效介电常数,相比于传统将森林等效为一个给定介电常数的均匀有耗介质层,能够更准确地描述森林对电波传播的影响。将其应用于三种常见绿叶林的电波传播特性预测中,仿真结果表明,该模型能够反映不同区域、不同植被种类的森林对电波传播的影响差异,有效预测大区域森林环境电波传播特性。     

基于Globe地图的雷达探测范围计算方法研究

研究了从Globe地图中任意抽取电波传播路径地形剖面的方法,并应用抛物方程模型计算了雷达波在任意地形上的传播损耗,在此基础上计算出单站雷达对特定目标高度的全方位探测范围,克服了目前几何光学法由于不能实现对复杂地形的准确建模而导致计算结果可靠度不高的缺点,为有效预测雷达探测的覆盖区和盲区提供了一条新途径.