区域海面蒸发波导观测试验方案设计

该文简要介绍了几种蒸发波导模型以及影响模型变化的气象参数,在分析蒸发波导高度随气象水文参数变化的敏感性基础上,设计了区域海面蒸发波导的观测方案。     

粗糙海面对电磁波蒸发波导传播的影响研究

为了更好地研究蒸发波导对电磁波传播的影响,针对目前利用抛物方程模型进行电波传播预测时多将边界条件假设为平静的理想海面、且未考虑风速引起的海面粗糙状况的不足,引入了贴近实际的Miller-Brown粗糙衰减因子,进而给出了粗糙海面阻抗系数公式.结合我国海域蒸发波导实际情况,采用GPS信号参数,通过进行陷获可能性分析及传播损耗计算,仿真分析粗糙海面对电磁波在蒸发波导中传播的影响.结果表明:GPS信号可以被陷获在蒸发波导内实现超视距传输.风速越大,海面越粗糙,电磁波的超视距传输距离越小.当风速达到一定级别时,几乎可以抵消电磁波的超视距传输现象.说明粗糙海面对电磁波蒸发波导传播有较大影响.     

基于扰动理论的蒸发波导传播模态分析方法

蒸发波导足形成海上微波超视距传播的主要机制,波导模态理论用于研究微波在蒸发波导中的传播特性,但求解过程复杂,计算时间较长不适于实时应用.根据蒸发波导折射率垂直剖面情况,提出了扰动理论和波导模态理论结合的方法,简化了求解过程,提高了计算效率.应用所编制的模态分析程序,仿真计算了蒸发波导高度不同时低阶模态的传播常数,并与算例比较,验证了方法的计算精确性和快速性.同时进一步分析并给出了信号频率与蒸发波导特性参数及场分布之间的关系.     

基于海情和蒸发波导的舰船目标 RCS 研究

由于海面自身的条件及随机多变的特性,目标雷达散射回波会受到不同程度的影响。分别研究了不同海情、蒸发波导以及两种情况共同制约的状态下,舰船目标雷达散射回波情况,并进行了理论分析和岸-舰情况仿真。结果表明：①随海情等级的增加,目标 RCS 减小;②随着波导高度的增加,目标 RCS 增大,且大气湿度对蒸发波导传播有一定影响;③海面的粗糙度会影响蒸发波导传播,随粗糙度的增大,目标 RCS 会变小。研究结果为海面雷达侦测提供了参考依据。     

三种常用蒸发波导预测模型精度比较北大核心

利用蒸发波导效应实现舰船雷达超视距探测是扩大其作用范围的有效方法之一。针对蒸发波导实际测量困难的现状,利用预测模型对蒸发波导剖面进行描述是较好的实用方法。通过对常用单参数预测模型、双参数预测模型和三参数三种蒸发波导预测模型在大气修正折射率剖面描述、对雷达电波射线描述等情况与实测蒸发波导参数的比较,证明了在描述蒸发波导剖面和利用蒸发波导参数进行电波传播分析等方面,双参数预测模型都具有较好的精度。     

PJ蒸发波导模型在沿海岸应用的分析研究

PJ蒸发波导模型根据气象数据和海表温度预测蒸发波导高度及其修正折射率的垂直分布,目前对该模型预测可靠性的验证多数使用开阔海洋的气象数据,而较少使用沿海岸的气象数据.在介绍了PJ蒸发波导模型基本理论方法的基础上,利用实测的沿海岸气象数据和海上微波超视距传播实验中的传播损失观测值分析了PJ蒸发波导模型在沿海岸的适用性.结果表明,PJ蒸发波导模型使用沿海岸表面层气象数据计算出的波导高度高于实测波导高度,当实际的波导高度很低时,模型计算出的波导高度与实测高度相差很大,并且模型对海表温度的测量误差很敏感.     

蒸发波导对雷达探测距离的影响

电磁波在大气环境中传播受到各种因素的影响,引起电磁波出现异常传播现象,尤其在陷获折射条件下,形成大气波导传播。本文在介绍大气波导的分类基础上,重点论述了蒸发波导对雷达探测距离的影响。     

粗糙海面对微波蒸发波导超视距传播影响研究

蒸发波导是形成海上微波超视距传播的主要因素,但传播情况敏感于海面粗糙度.在模拟粗糙海面上的传播情况时,提出使用一个能包含粗糙海面阴影效应影响的表面反射系数,再利用抛物方程法和射线光学法计算路径损耗.仿真分析了微波在浪高服从高斯统计分布的海面上传播时,路径损耗与蒸发波导高度及风速之间的关系,并与使用不包含阴影效应影响的粗糙海面反射系数的计算结果进行了比较.结果表明来自粗糙海面的反射是计算微波沿粗糙海面蒸发波导传播路径损耗的不可忽视的重要因素.     

海面蒸发波导信道的建模及仿真研究

针对海洋表面蒸发波导信道的时变、多径特性,根据海上环境下蒸发波导信道的特点及电磁波实现波导传播的必要条件,采用傅立叶分裂步进算法求解抛物线方程得出信号的传输损耗并进行功率设置,提出并建立了一个时变多径的蒸发波导信道模型,并进行了仿真.实验结果表明,提出的模型具有随机时变、多径衰落的特性,能够模拟北纬20°～ 25°、东经110°～115°海域中性层结条件下的蒸发波导信道,并在一定程度上为海上微波超视距通信系统的优化设计提供信道模型参考.     

浅谈海上大气波导形成及其测量预报技术

大气波导是海上经常出现的现象,会导致电波异常传播。本文以无线电气象学为基础,阐述了海上大气波导两种主要形式蒸发波导和悬空波导,波导形成的大气物理原理,并详细分析了波导特性参数。同时结合目前国内外大气波导研究情况,介绍了波导测量预报技术的主要研究成果及未来发展的趋势。     

基于经度切割的雷达威力模型及算法研究

针对雷达威力解算中计算量大、速率低、精度差的问题,提出了一种经度切割的威力解算方法。建立了3种程式雷达垂直威力模型,并以垂直威力上的高度层切线,建立直角坐标系下各个高度层的平面威力模型。将平面威力按等经度间隔切割成若干条块,建立大地坐标系下各个高度层的平面威力条块模型,给出经度切割算法。仿真结果表明,通过对平面威力进行经度切割,减少了计算量,提高了速率,解决了复杂遮蔽边界问题,是一种快速实用的解算方法。     

海面多路径效应对雷达探测性能的影响分析

为了分析某型搜索雷达在对低空目标威力检飞试验中出现点迹丢失、航迹中断问题的具体原因，针对被试雷达的性能指标和技术特点，对影响雷达低空探测性能的技术参数进行了实际测量，测量结果表明雷达工作正常，根据雷达试验时的实际使用环境，初步定位雷达威力下降的具体原因是由于海面多路径效应造成。本文在建立低空目标多路径回波模型的基础上，分析了多路径回波合成场强引起的雷达波束分裂对雷达探测威力的影响，并通过对被试雷达多路径效应下威力方向图仿真对这一结论予以验证，分析对比表明，实际试验中雷达探测目标点迹丢失严重及出现航迹中断距离范围与仿真结果相吻合。研究结果对搜索雷达系统设计及靶场试验结果评定具有一定的指导意义。     

双基地雷达探测范围的三维可视化研究

利用插值方法计算双基地雷达散射截面积,由此建立压制干扰条件下的双基地雷达探测范围方程。将导数取零作为曲线取极值的必要条件,推导出双基地雷达警戒区域边界解析表达式。在估算警戒区域面积的基础上,提出双基地雷达盲区的构造算法,并给出网格点上双基地雷达探测高度最大值与最小值的计算方法。利用OpenGL绘制双基地雷达三维探测范围。实验结果表明,该方法能在微机上实时地显示压制干扰条件下双基地雷达三维探测范围的动态变化。     

自动气象站质量控制系统中覆盖软件的设计与实现

区域气象自动站收集降水数据的质量,直接决定着气象预警的漏警与虚假概率,但是仅依靠自动站间采集数据的时空相关性难以准确验证数据的有效性。通过天气雷达对降水滴谱的分析可以对自动站数据进行校验。但是,雷达站的系统异构性和地理环境的复杂性使其难以判定所覆盖的气象站,易产生错误校验。结合天气雷达的层体扫模式和雷达波束的遮挡模型,构建了雷达站与自动气象站点的覆盖匹配算法,基于该算法实现的自动站与雷达站匹配软件可有效的实现雷达站与自动站配对,从而为对自动站降水数据进行校验提供基础保障。     

硬件加速的雷达作用范围三维可视化研究与实现

电磁信息可视化,尤其是雷达作用范围可视化,是虚拟战场环境中不可或缺的重要组成部分,目前研究多限于二维,而三维表现又受限于速度,为此本文提出一种硬件加速的三维可视化方法。在获取雷达波损失三维数据场的基础上,现到战场环境中。在普通微机上针对典型雷达的实验中,克服了二维表现不直观以及三维表现慢的缺点,形象地展示了三维雷达作用范围,为用户提供决策和感官支持。     

基于分弧段角度法的雷达网重叠覆盖区域研究

合理规划雷达网的重叠覆盖区域以提升其整体能量利用率,是雷达网布站的核心要素之一。为了有效获取雷达网系统中重叠覆盖区域的具体特性,提出一种基于分弧段角度法的雷达网重叠覆盖区域计算方法,在各雷达的边界交点信息基础上,将各雷达的边界分割为一条条弧段,根据这些弧段采用分弧段角度法的搜索算法实现对雷达网重叠覆盖区域特性的计算。仿真结果表明,上述方法在多部雷达组成的雷达网区域范围内,可快速获取重叠覆盖区域的重叠层数、覆盖面积、覆盖雷达编号等信息,并分析获得各雷达及雷达网的重叠率,为雷达网布站提供有效的理论依据。     

Optimal placement of barrier coverage in heterogeneous bistatic radar sensor networks

Barrier Coverage is an important sensor deployment issue in many industrial, consumer and military applications.The barrier coverage in bistatic radar sensor networks has attracted many researchers recently. The Bistatic Radars (BR) consist of radar signal transmitters and radar signal receivers. The effective detection area of bistatic radar is a Cassini oval area that determined by the distance between transmitter and receiver and the predefined detecting SNR threshold. Many existing works on bistatic radar barrier coverage mainly focus on homogeneous radar sensor networks. However, cooperation among different types or different physical parameters of sensors is necessary in many practical application scenarios. In this paper, we study the optimal deployment problem in heterogeneous bistatic radar networks.The object is how to maximize the detection ability of bistatic radar barrier with given numbers of radar sensors and barrier’s length. Firstly, we investigate the optimal placement strategy of single transmitter and multiple receivers, and propose the patterns of aggregate deployment. Then we study the optimal deployment of heterogeneous transmitters and receivers and introduce the optimal placement sequences of heterogeneous transmitters and receivers. Finally, we design an efficient greedy algorithm, which realize optimal barrier deployment of M heterogeneous transmitters and N receivers on a L length boundary, and maximizing the detection ability of the barrier. We theoretically proved that the placement sequence of the algorithm construction is optimal deployment solution in heterogeneous bistatic radar sensors barrier. And we validate the algorithm effectiveness through comprehensive simulation experiments.

     

三维海战场雷达探测可视化研究与实现

雷达探测可视化是战场态势展示中的重要组成部分,是作战态势推演、态势评估等的必要依据。针对三维海 战场雷达探测可视化需求,深入研究了多干扰下雷达探测问题,给出了探测范围三维可视化模型和相应的绘制方法, 结合三维海战场环境、动态目标、干扰机干扰等战场态势要素,实现了三维海战场多干扰下雷达探测的动态绘制,从而 丰富了战场态势的展现内容,增强了三维海战场指挥决策能力。     

提高基于北斗卫星无源定位精度的方法

鉴于我国的北斗卫星具有可对我国实现连续覆盖、产生的多普勒频移不明显、邻近信道的干扰单一、安全性高等特征,利用北斗卫星作为机会辐射源进行无源定位。考虑大气折射引起的定位误差,提出一种定位误差修正方法,使定位精度进一步提高。仿真结果表明,随着仰角增大或目标高度减小,雷达定位误差也相应减小。经大气折射误差修正后的无源雷达定位精度大大提高。