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.     

用三维抛物方程的CNFD技术计算传播损耗

推导了三维抛物型方程(3DPE)方法的相关计算公式,在此基础上,利用CNFD(Crank-Nicolson Finite-Difference)技术和传统非局部吸收边界条件,采用了矩阵预处理技术处理大规模矩阵,大大改善了计算机存储量的限制状况,同时实现了场值的快速递推.将数值计算结果与双线干涉理论值进行比较,两者吻合很好.     

基于改进型绕射非局部边界条件的三维抛物方程分解模型预测电波传播

绕射非局部边界条件是基于有限差分法求解抛物方程时使用的一种透明边界条件。它的最大优点是只用一层网格就能很好完成波地吸收,而缺点是由于涉及到卷积积分的计算,因此计算速度低。针对此问题,该文首先引入可以加快其计算速度的递归卷积法和矢量拟合法。这里把结合了这两种数值计算方法的绕射非局部边界条件称为改进型绕射非局部边界条件。在此基础之上,提出将这种改进型的绕射非局部边界条件应用到3维抛物方程(3DPE)分解模型中。最后通过数值计算,证明了改性型绕射非局部边界条件3DPE分解模型在计算精度和计算速度方面的优势。     

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.     

相干声波扰动蒸发波导引起的传播损耗变化

为了探究复杂大气环境对电波传播产生的影响,设置相干声波扰动大气影响电波传播的实验,验证了声波扰动大气的可行性;将相干声波扰动大气理论进行合理推演,结合抛物型算法,仿真了大规模可控声阵列扰动的蒸发波导下的电波传播损耗,结果表明相干声波扰动蒸发波导引起明显的传播损耗变化.本文研究为定量改变大气环境电磁特性提供了重要的理论基础,对解决5G面临蒸发波导带来的干扰、超远程视距传播等都有重要意义.     

PE模型预测蒸发波导中电波传播损耗

针对电磁波在蒸发波导中的异常传播现象,研究了电磁波在蒸发波导中的传播损耗,其传播损耗是电波传播的一个重要概念,并受到广泛关注。抛物模型(PE,Parabolic Equation Model)作为目前研究电波传播的主要模型,通过与Two-ray模型的对比分析验证了PE模型的可行性,且PE模型计算电磁波的传播损耗时可以克服其他模型预测粗糙海面时的不足。仿真分析表明,电波在蒸发波导中传播时的损耗值比在标准大气中的损耗值要小。     

山区通信中单刃峰绕射损耗的工程化近似模型

根据ITU-R P.526建议给出的单刃峰绕射损耗曲线,分浅绕射区和深绕射区给出了新的计算公式。在浅绕射区,针对P.526建议公式的适用范围不能覆盖一阶菲涅尔区的不足,利用曲线拟合提出了一个新的计算公式,将适用范围扩展到一阶菲涅尔区以外。在深绕射区,经过理论推导给出了采用不同参数的三种计算公式,便于理解和在山区通信工程中的应用。最后结合实践对新的计算公式进行了讨论,给出了工程应用建议。     

近海面电波传播试验与损耗模型分析

介绍了青岛近海海域开展的不同微波波段（L波段、S波段、C波段、X波段）传播试验。给出了不同的海上传播模型,其中包括统计性的Hata模型、Longly-Rice模型以及确定性的抛物方程模型。实测值与模型值比较发现：在L波段,实测损耗数据与Hata模型较为接近,但大部分要大于Hata模型;在S波段,实测数据亦与Hata模型较为接近,但在远距离上,实测损耗数据要小于Hata模型计算值;在C波段,实测数据与确定性蒸发波导传播损耗模型极为一致,Hata模型不再适用;而在X波段,实测数据与标准大气传播模型以及Longly-Rice模型较为接近,但低估了实际传输损耗值,Hata模型亦不再适用。     

预估城镇小区电波传播损耗的一种三维抛物方程算法

为城镇小区电波传播问题建立了一种三维抛物方程模型,并且用二维分部傅立叶变换方法求解。计算了几种不同地形上建筑物障碍分布的小区电波传播衰减因子,和UTD理论及数值积分方法计算出的结果吻合得比较好,从而验证该模型的有效性,同时也说明了三维抛物方程模型能更准确地反映出小区建筑物宽度对场的绕射作用,为城镇小区电波传播问题的估算提供了一种更为准确的算法模型。     

大气折射率剖面在宽角抛物方程中的应用

介绍了对流层大气折射率剖面的建立方法,详细阐述了在电波传播中,大气折射率剖面在求解宽角抛物方程时的应用,比较了不同大气条件下,抛物方程方法的计算结果和用其它方法所获得的结果,验证了这种处理大气折射率剖面方法的正确性和有效性,应用于电子战中将具有重要的国防意义。     

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。     

无线电波沿光滑海面传播损耗的计算

利用 Fock 关于地波绕射场的理论,介绍了一个电波沿光滑海面传播损耗的简单计算公式。通过与 CCIR 推荐值的对比分析和实际测量,结果显示理论预测与 CCIR 的推荐值和实测数据均吻合良好,可作工程应用。本工作对海面无线通信系统网络的规划和优化具有一定的指导意义。     

基于高阶抛物线方程求解目标雷达散射截面

 为改进标准抛物线方程算法的缺陷,本文基于Padé逼近引入高阶抛物线方程,结合复坐标系的完全匹配层(PML)吸收边界条件来求解多体目标的雷达散射截面,计算结果表明高阶抛物线方程不但可以有效地处理轴向方向40度以内的电磁散射问题,并且可以有效地对多体目标进行雷达散射截面计算,为计算电磁学提供了新的、有效的数值计算方法.     

基于圆柱抛物方程的城市环境电波预测模型

提出了一种三维实体重建技术与柱坐标抛物方程结合的城市环境电波传播预测方法.从数字地图中提取城市建筑物高程矢量数据,建立立体光刻文件的拓扑数据结构,将其转化为抛物方程模型对应的扇形栅格数据,实现城市建筑群的三维几何模型重构.同时结合聚类算法并利用城市影像信息对地表环境进行分类,对不同类型的地表媒质赋予不同电磁参数,实现真...     

An Efficient Hybrid Parabolic Equation – Integral Equation Method for the Analysis of Wave Propagation in Highly Complex Indoor Communication Environments

An efficient, full-wave computational technique to investigate the electromagnetic wave propagation within a complex building environment, resulting from contemporary indoor communication systems, is proposed. Unlike a standard ray-tracing technique, this new methodology is based on the parabolic wave equation (PE), appropriately modified to deal with the extremely wide-angle propagation cases, encountered in a typical wireless system of this kind. It is also successfully applied to model the field in the presence of walls, doors or other penetrable structures, taking into account the exact geometric configuration of the environment under consideration. Next, the PE technique is significantly enhanced by an integral equation formulation, in which the computed field in the interior of the walls and other obstacles is used as a secondary equivalent current source and a corrected version of the electromagnetic field is recalculated in the whole indoor environment. This combined approach has all the advantages of a full wave method, does not call for a highly dense mesh, and it also has moderate requirements of computational resources.     

抛物型波方程方法研究复杂环境 对雷达和通信传播的影响

复杂环境是制约雷达特别是机载雷达性能发挥的重要因素,也是通信系统设计需要考虑的关键问题.本文具体分析了我国对流层大气结构随时间和地域的分布特点,应用非线性动力学分形理论描述地海表面的空时变化特征,采用分步Fourier变换法数值求解抛物型波方程研究了不同大气剖面和地海粗糙面动态结构对雷达和通信系统的传播影响.