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.     

宽角抛物方程的格林函数及其应用

基于分部傅立叶变换法,建立了宽角抛物方程在二维无界空间的格林函数.提出了计算宽角抛物方程初始场的格林函数法.在此基础上,用宽角抛物方程法计算了高斯电流源辐射在海平面上传播衰减情况,并与几何光学双射线模型以及格林函数本身的计算结果作了比较,验证了此格林函数的正确性,从而为建立求解抛物方程的新方法——辅助位函数法奠定了基础.     

多刃峰环境无线电波传播预测的双向抛物方程法

基于迭代双向抛物方程法求解了单刃峰和多刃峰环境下的前向和后向电波传播。对单刃峰,将双向与单向抛物方程法的数值结果做了比较,并分析了刃峰的位置和高度对后向反射场的影响。对多刃峰,采用迭代步进的双向抛物方程法计算相邻刃峰间的电波传播,并将数值结果与单向抛物方程法的结果进行对比。双向抛物方程法能计算出无线电波的前向传播场和后向传播场叠加的总场,比单向抛物方程法的预测结果更准确。     

Pade型双向抛物方程及其在室内电波传播问题中的应用研究

针对室内垂直墙面、家具等对电磁波后向反射较大的问题,提出了Pade型双向抛物方程,在增大抛物方程计算角度的同时提高了室内场计算的精度.利用Crank-Nicolson有限差分法推导了Pade型双向抛物方程的离散差分格式,同时,通过对室内天花板和地板采用阻抗边界条件,导出了上下边界场满足的有限差分格式,与射线跟踪法的对比验证了边界处理的正确性.采用双向抛物方程仿真了包含家具的单层单建筑物存在时室内电磁波的传播特性,结果表明,双向抛物方程的仿真结果是可靠的,其符合现实物理规律,最后基于该双向抛物方程模型模拟和分析了存在二栋双层建筑物时室内的电磁波分布特性.     

弯折谱估计在抛物型方程模型电波传播中的应用研究

射线追踪法求解入射余角时与电波频率无关,且存在部分区域多值或无值问题,此外平面波谱估计的平面波前假设违背了非均匀大气条件下的电波传播特性.针对上述问题,提出了一种基于弯折谱估计进行抛物方程模型海面电波传播的计算方法.通过对光滑表面条件下的抛物方程模型计算结果进行弯折谱估计得到入射余角,再将其用于粗糙海面的抛物方程模型求解.该方法可以唯一的估计任意距离上的入射余角,避免了计算当前值需要用到基于该值估计参数的悖论.对射线追踪法、平面波谱估计和弯折谱估计的估计特性进行了仿真分析,数值试验验证了该方法应用于粗糙海面抛物方程求解的可行性和性能.     

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.     

宽角抛物方程在阻抗边界条件下的应用

对抛物方程中的伪差分算子进行Feit-Fleck宽角近似处理,分析了这种近似所带来的误差;详细阐述了阻抗边界条件下求解这种宽角抛物方程的分步傅立叶变换方法,并以此计算了海平面上电波传播情况,与窄角抛物方程及几何光学双射线模型的计算结果进行比较,说明了这种宽角抛物方程在阻抗边界条件下计算较大仰角电波传播问题是可行的.     

复杂边界电波传播损耗的神经网络估计方法

针对抛物方程用于模拟复杂地面边界电波传播计算时间随着频率升高急剧增加的缺点,提出利用抛物方程给神经网络提供训练数据,用电磁波频率和水平方向的距离作为神经网络的输入,传播损耗作为神经网络输出的电波传播损耗的分析估计方法.与传统抛物方程的计算结果对比表明,所提出的复杂边界电波传播损耗的估计方法,在保证了较高计算精度的同时,计算速度得到很大的提高.     

非均匀光滑球面地波衰减因子的抛物方程算法

根据地波传播特性,将不均匀球形地面上空的电磁场满足的标量波动方程近似为一个抛物方程;引入分步傅立叶变换法来得到抛物方程的解的递推公式;由地波传播平地公式计算出抛物方程算法所需初值,按照递推公式可方便的递推出传播路径上空中任意点的场强值,以及分段均匀光滑球形地面上任意高度的地波衰减因子的幅度和相位.该方法的计算结果当接收点在地面上时与J.R.Wait积分法和波模转换法完全一致,但是,当传播路径超过三个分段时J.R.Wait积分法和波模转换法的计算量成指数增加,该方法的计算量则不随分段数的增加而增加,故给出的方法更适合于实际的工程计算.     

关于多波束抛物环面天线α角的确定

本文利用最小二乘法导出了抛物环面天线α角的求解方程,并给出了抛物环面天线的生成轴与地球站当地坐标系的关系。