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。     

海上大气波导环境下电磁波传播的抛物方程方法

抛物方程方法已经被广泛地应用于电磁波传播模型,并成为解决电磁波传播问题主要的工具。针对海上大气波导条件下的电磁波传播特性的研究,给出了适用的电磁波传播模型,根据模型计算了电磁波在波导中的传播衰减,同时对不同传播条件下的结果进行了比较和讨论,最后对传播模型进行了验证。     

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.     

基于抛物方程法的粗糙海面电波传播分析

提出了一种改进阻抗边界条件的方法,并用格林函数法求解抛物方程的初始解:从而提高了抛物方程法的稳定性与精确度.最后基于抛物方程法分析了粗糙海面上的电波传播特性,得到的结果与Miller-Brown模型进行对比,结果吻合很好.     

粗糙海面对电波传播的影响研究

蒸发波导能够部分陷获电磁波的传播,从而改变电磁波的传播特征,形成超视距传播,但是粗糙海面对电波传播的影响会削弱这种传播特性。基于抛物方程(PE)模型,采用包含粗糙海面阴影效应的反射系数来计算电波传播损耗,仿真结果略大于采用Miller-Brown模型做海面粗糙度修正的传播损耗值。表明当波长与浪高可比拟甚至远小于浪高时,粗糙海面的阴影效应对电波传播的影响不可忽略。     

海上蒸发波导条件下电磁波传播损耗实验研究

海上舰载雷达系统受蒸发波导的影响,经常会出现超视距探测现象,其超视距探测效能的发挥基于海面蒸发波导环境下电磁波的传播规律.介绍了2007年1月份和5月份在我国东南沿海海域开展的海上电磁波传播损耗测量实验,并将实验测量结果与基于抛物方程的电磁波传播损耗计算模型的计算结果进行了分析和比较,结果表明:电磁波传播模型传播损耗理论预测值偏小,对理论模型的计算结果偏小的原因作了分析.     

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.     

蒸发波导条件下电磁波传播的敏感性分析

为了分析蒸发波导条件下气象参数变化对电磁波传播的影响,利用Paulus-Jeske(P–J)模型,得到不同气象参数条件下的蒸发波导折射率剖面,然后利用抛物方程模型计算雷达探测距离。为今后利用气象数据和蒸发波导参数预测雷达电磁波传播距离提供一定的参考。     

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。     

基于SSFT-PE表面粗糙隧道电波传播研究

在高速隧道、矿井等电波通信中,隧道等通常建模为带介质损耗的波导。隧道壁的随机粗糙会对电波传播造成散射和衰减效应,当需要精确预测隧道中电磁分布预测时,通常需要考虑该影响。为了定量分析隧道壁的随机粗糙损耗,提出了一种基于抛物方程分步傅里叶解法的隧道电波传播计算方法,通过引入等效粗糙因子修正传统算法,得到可应用于表面粗糙隧道电波传播的SSFT-PE模型。利用所提方法分析5G频段下随机粗糙程度对电波传输的影响,结果表明:在典型的矩形和拱形隧道中,当随机粗糙标准差σ_h等于5 cm时,在0.5～2.5 GHz频段,随机粗糙带来额外约0.5 dB损耗;在2.5～3.6 GHz频段,随机粗糙带来额外2.1 dB损耗,在5G频段的损耗大于其他低频段;在相同仿真频率下,额外的损耗随着粗糙程度的增加而增加。     

平板与正弦型组合粗糙面的电磁波复合散射

分别用正弦型组合粗糙面和正弦型二维粗糙面模拟海洋表面，建立了海上目标电磁散射的简化模型，用物理光的双次反弹来表示目标与组合粗糙面之间的电磁波相互作用。     

粗糙海面中的岛屿对雷达波的衍射损耗

为研究粗糙海面中的岛屿对雷达波传播的影响，本文要用比较简单而又符合实际的模型，计算了电流在粗糙海面条件下，岛屿对雷达波的衍射损耗。预期的结果符合于海岸雷达的实际环境。     

漫射海面的方向发射率研究

文章在考虑海面遮挡效应的情况下,利用Cox-Munk海面模型计算了海面的方向发射率。同时比较分析了海面灰体假设的可行性以及已被广泛应用的经验公式的准确度。     

电磁波传播聚焦特性的仿真研究

从基本电磁理论出发 ,推导轴对称条件下电磁波的波动方程 ,给出求解此类波动方程的数值仿真方法。分析比较不同发射口面分布下的电磁波的传播规律 ,得出满足聚焦条件的一种口面分布。其仿真模拟方法不仅可用于电磁波传播研究 ,还可用于高功率微波波束的传输特性分析。     

粗糙海面后向散射增强效应研究

针对粗糙表面散射的后向散射增强现象,采用锥形波束入射的矩量法定量计算了高斯、分形和限带粗糙海面模型的后向散射增强效应,研究了高斯和分形模型的波形参数和表面尺寸的匹配问题,分析了三种模型在不同入射角下散射增强的角宽度,比较了不同风速、不同粗糙度和不同分维数下散射增强的峰值和角宽度。     

离散复镜像法在海水极低频电磁波传播计算中的应用

该文利用并矢格林函数法求解海水中水平电偶极子辐射场的矢量位和标量位格林函数。将在高频领域获得广泛应用的离散复镜像法引入海水里极低频电磁波传播计算中。高频和极低频情况下的波数公式不同导致积分路径发生变化,该文提出了一条新的适用于极低频情况的积分路径。使用广义笔函数束法将被积函数表示成指数和的形式,使用二级离散复镜像法得到空气-海水-海床3层水平分层模型的空间域闭式格林函数。基于混合位积分方程对电场进行了计算。与软件FEKO和WHAM的结果比较说明离散复镜像法在极低频电磁波传播计算中是有效的,并且在远区比WHAM能更好地体现出电场的衰减趋势。     

关于海面无线传播模型的探讨

现有文献中一般都认为海面环境的无线传播模型近似于自由空间传播模型，但在实际测试中发现，自由空间模型预测值与实测值差别较大，不能很好地解释此类环境的信号传播。笔者根据多次海面覆盖测试的数据，分析并拟合出了新的海面传播模型。