东南沿海波导结构的预报方法

通过分析东南沿海地区可出现低空波导的天气形势，部位和有关天气要素及天气形势，天气要素的发展变化对波导结构发生发展和消亡过程的影响，得出了东南沿海波导结构出现的预报方法，、步骤及可以使用的一些参数。     

海上大气波导的统计分析

利用1982～1999年的海洋观测资料,运用相似理论对东经100～140°,北纬0～40°海域的蒸发波导出现概率、高度和强度进行了统计分析,并利用1986～1999年的船舶探空资料,对上述海域及全球海上低空大气波导进行了统计分析,结果表明,海上蒸发波导出现概率高达85%以上,高度一般在15m左右,而海上低空大气波导出现概率一般不低于15%,有时可达40%,厚度一般在60～150m.其中,利用船舶探空资料分析海上低空大气波导在国内还属首次.     

海上对流层大气波导顶部电磁盲区研究

用射线追踪法, 分析了蒸发波导和表面波导顶部电磁盲区的分布特性.讨论了影响盲区面积大小的影响因素, 仿真结果表明:波导顶部盲区位置随天线高度增加而远离发射天线的位置, 随波导强度增大而接近发射天线位置; 而顶部盲区面积主要随波导顶高变化.从陷获射线数目来看, 表面波导对电波陷获能力要强于蒸发波导, 且两者均在波导层底部陷获效果最佳.最后给出了顶部盲区面积的近似计算式.     

中国低空大气波导出现概率和波导特征量的统计分析

本文简要说明了我们对大气波导的统计方法，并对统计结果作了讨论和分析。文中详细讨论了中国低空大气波导在不同地区的出现情况，说明了它们在各地出现概率随季节月份的变化情况及日变化情况，还说明了悬空波导和贴地波导基本分布状况；对于波导顶高、强度、厚度、高度等特征量，主要给出了它们的平均值和波导在不同数值上的分布。结果表明，我国低空大气波导出现的高概率区是南部沿海、东南沿海、东部沿海和西北地区中部；我国的四大高原、天山以北和东北平原是无波导区；我国低空大气波导的顶高一般在地面上２０００ｍ以内，强度在０～２０Ｍ单位之间，厚度一般是１００～５００ｍ，高度是西北地区绝大部分为０米，沿海地区大多数超过３００ｍ。同时文中也讨论了我国低空大气波导的分布和我国各地的具体地理位置、气候条件的相关情况。     

岸基雷达的大气波导特性及其影响分析

对于低空探测的岸基雷达,希望能尽早准确判知低空威胁目标,但在出现大气波导效应时,雷达探测性能往往会受其影响。从大气波导效应的成因、类型以及传播条件出发,分析了大气波导效应对岸基雷达正常工作的影响,初步提出了在大气波导情况下改善和提高岸基雷达低空检测性能的技术措施。     

微波斜径传播对流层大气湍流结构常数模型

在微波遥感和卫星通信领域内，对流层湍流大气引起的信号闪烁现象的研究是至关重要的一个问题。引起接收信号闪烁的大气折射率起伏一般由大气结构常数(Cn^2来度量。根据ITU—R光波波段的Cn^2模型及ITU—R幅度闪烁标准偏差σχ的经验模型讨论了在微波波段影响Cn^2的主要因素；建立了微波波段的Cn^2模型。其优点是考虑了大气温度和湿度随高度的变化。根据湍流的幅度闪烁理论，在频率分别为12GHz，20GHz和30GHz时，用该Cn^2模型计算了σχ，并与ITU—R和Ortgies模型的预测结果进行了比较，结果表明一致性较好，说明该Cn^2模型是实用的。     

近海面大气波导探测及与其它研究结果的比较

大气波导环境对雷达系统和通信系统有很大的影响，而对于高度较低、出现频繁的海上蒸发波导来说，如何快速、准确地获得它的波导参数是一个重要的问题。用微波折射率仪进行近海面大气波导尤其是贴海蒸发波导的测量在国内属首次，通过现场试验结果与理论估算结果的比较，证明这种方法是可行的。     

南海、东海蒸发波导出现规律的对比分析

利用2002年1～3月的铁塔平台气象水文数据以及New蒸发波导模型分析研究了南海及东海海域蒸发波导的出现规律,并利用实测数据对模型结果进行了检验.结果表明:南海海域蒸发波导的出现概率、高度、强度分别为100%、13.4m和30.3M,而东海海域分别为90%、9.1m和16.6M;除以14时为代表的中午时刻,南海海域一天当中蒸发波导基本上都出现在不稳定及近中性层结条件下,而东海海域蒸发波导在稳定、不稳定和近中性层结条件下的出现概率差别不大;相对蒸发波导高度而言,New模型诊断蒸发波导出现概率和强度的效果更好;不稳定及近中性弱不稳定层结条件下,New模型诊断的蒸发波导高度偏低,稳定层结条件下模型结果偏高,近中性弱稳定条件下模型结果与实测最吻合.     

冬季南海北部近岸蒸发波导环境分析

利用南海近岸冬季1月份铁塔气象梯度数据和海面皮层温度数据,对我国南海近岸蒸发波导环境及其影响参数进行了分析.结果表明：整个冬季南海北部近岸蒸发波导环境是变化的,不低于10 m蒸发波导平均发生概率为85%以上,平均折射率梯度为-1.7 M units/m,同时日变化特征明显,中午前后发生概率较高为95%以上,平均折射率梯度为-2.0 M units/m,深夜发生概率较小80%左右,折射率梯度为-1.5 M units/m.南海北部近岸风向转换是影响整个冬季蒸发波导环境变化的主要原因.该分析为定量诊断和预报我国南海近岸蒸发波导环境提供依据.     

中国低空大气波导的极限频率和穿透角

针对我国5G网络受大气波导影响的特点及其形成条件,提出了一种具有广泛适应性的大气波导干扰消除方法。即利用网络测量计算出精准的俯仰角调整值,结合大规模阵列天线技术带来的广播波束调整能力,实现实时自动的俯仰角下压以消除干扰源。对大气波导高发区的琼州海峡、北部湾和南海区域的5G网络,采用本文方法计算出需要调整的俯仰角并对覆盖和干扰进行仿真,结果表明在保证本区域5G网络覆盖能力的同时,大气波导带来的大尺度5G网内干扰显著降低。该方法相比于通过5G网内调整保护周期(protection period, GP)规避远端干扰的方式,更能抗长距离干扰,适用于大气波导高发沿海区域。     

多波段雷达杂波反演大气波导方法研究

提出了一种利用多个雷达频率杂波反演蒸发波导高度的改进算法,并用基于非支配排序的多目标优化差分进化算法(MODE)进行实现。以X波段(10525MHz)和K波段(24150 MHz)的雷达频率为例,对目标函数特性进行分析,结果显示:目标函数是一个多峰函数,且不同的频率其多峰特性不同;同时用MODE算法进行多目标函数优化仿真反演,并与传统的基于单目标函数优化反演的差分进化算法(SODE)进行对比分析,证明多目标优化反演算法能具有更高的精度和稳定性。     

海上湍流对雷达波传播影响模拟研究

基于海洋大气近地层相似理论,给出了大气折射指数和微波波段湍流强度垂直廓线模型;基于一维Kolmogorov湍流谱,数值模拟随机瞬变大气折射指数,并将其叠加在大气折射率垂直廓线上,建立了海洋大气近地层考虑湍流影响的大气修正折射率垂直廓线模型.利用海面水文气象观测数据和美国海军高级传播模型,数值模拟了蒸发波导和湍流对雷达波传播和雷达探测性能的影响,发现：海洋大气近地层湍流在一定程度上增大了蒸发波导内雷达波传播损耗,减弱了雷达对海面目标的超视距探测能力;而在蒸发波导高度以上部分空域,湍流效应在一定程度上减弱了雷达波传播损耗;因此,在定量评估舰载雷达探测性能时有必要考虑蒸发波导和湍流的综合影响.

     

海面蒸发波导微波超视距通信可行性分析

海面蒸发波导是海洋环境下可有效增强无线信号而实现超视距传播的一种媒质。介绍了海面蒸发波导的基本概念、传播机理以及国外研究概况,分析了利用这种信道资源实现微波超视距通信的可行性,表明其传输信道稳定,具有较高的通信可用度,可以为海域船只之间、船只与陆地或岛屿之间的远距离大容量信息传输提供一种新型的可用通信手段。     

岸海交界处微波雷达超视距探测实验研究

基于蒸发波导预报模型和电磁波传播模型,用X波段岸基微波雷达、海面水文气象环境数据采集器和雷达最大探测距离预报系统构建了实验系统.2011年9月至11月在我国黄海海域进行的岸海交界处微波雷达超视距探测实验实际观测结果表明：在较低的天线架设高度上,利用蒸发波导岸基微波雷达也可实现远距离超视距探测,而通过采集岸海交界处的气象水文信息,可以对其进行雷达最大探测距离的预测.     

海上电波传播预测模型研究与仿真

研究了海上电波传播的预测模型,重点论述了抛物方程法的理论基础,详细给出了该方法下的电波传播损耗计算的模型推导和求解方法。在此基础上利用MATLAB分别对海上中性大气层结条件下的水平和垂直极化电波传播特性进行了仿真计算。仿真结果与理论研究和实际实验结论相符,说明了仿真的正确性。通过设置辐射源和大气参数进行对比仿真,具体分析了大气环境特别是蒸发波导对水平和垂直极化电波传播的影响。最后给出了需要深入研究的方面。本文的研究可为海上电波传播的研究提供有益的参考。     

蒸发波导传播的统计分析

全面介绍了中国电波传播研究所建所60年来,在对流层大气波导超视距电波环境及传播专业领域的研究及其应用情况,主要包括对流层大气波导机理与预测模型研究、大气波导探测感知与预测预报方法、超短波/微波超视距传播算法、无线电信息化系统装备超视距验证评估及信息保障等反映该领域国内相关技术的发展历程和最新研究成果,并结合实际应用需求提出了未来技术的发展趋势.