基于抛物方程的大气波导环境电波传播分析

《基于抛物方程的大气波导环境电波传播分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、三明学院学报JOURNALOFSANMINGUNIVERSITY基于抛物方程的大气波导环境电波传播分析郭建炎，周承仙（厦门理工学院电子与电气工程系，福建厦门，361024）摘要：海面上受水蒸气的影响容易形成大气波导，造成电波的超视距传播影响雷达探测；基于抛物方程模型分析了海面蒸发波导环境下电波传播的特性，分析了蒸发波导高度、发射天线高度等对电波传播损耗与雷达探测距离的影响。关键词：抛物方程法，大气波导，电波传播中图分类号：TN95文献标识码：A文章编号：PropagationAnalysisinductenv

2、ironmentwithParabolicEquationGuoJianyan,ZhouChengxian（Dept.ofElectrical&ElectronicEngineeringXiamenUniversityofTechnology,Xiamen,361024,China）Abstract:Theductingiseasyformedoverseabytheimpactofvapor,whichcausestheradiowavepropagationbeyondvisualrangeandinfl

3、uencestheradardetection.Theradiopropagationcharacteristicsareanalyzedusingtheparabolicequationmodelinevaporationductenvironmentsovertheocean,thentheinfluenceoftheevaporationductheightsandtheantennaheightsonthepropagationlossandradardetectionrangeareanalyzed

4、.Keywords:Parabolicequation,atmosphericducting,wavepropagation反演大气折射率分布[8]，提高雷达的抗噪性能与敏0引言感性。基于抛物方程法模型分析了不同蒸发波导高近地大气的不均匀分布使得电磁波发生折射度、发射天线高度等对电波传播损耗与雷达探测距现象，大气波导的形成使得雷达杂波增加产生超折离的影响，为雷达探测系统提供参考。射回波[1]。海面上是最容易产生大气波导的环境之1抛物方程法模型一，海面水蒸气与温度差使得海面上形成蒸发波导从而使电波出现超视距传播

5、现象[2]。大气波导严格假设电磁场的时谐因子为ejt，且所有的场分意思上来说是一种漏波导，只有部分电波被限制在量与方位角无关；则Maxwell方程组可简化为二维大气波导中传播；但是海上蒸发波导持久存在，因标量波动方程。抛物方程法对电波做前向传播近此雷达的探测距离可以达到标准大气条件下探测似，从而把椭圆型的波动方程简化为抛物型方距离的数倍以上[2,3]。大气波导传播可导致电磁波的程；抛物方程法最主要的优点是可用步进法快传播和雷达覆盖范围与正常大气条件下明显不同，速求解，缺点是忽略了电波的后向传播与散射。为了

6、提高雷达的探测精度，必须分析大气波导环境对波动方程做宽角传播近似，可得抛物方程为：下各参数对电波传播的影响[4]。抛物方程法可处理22jkjkm（1）非均匀大气与复杂边界条件，在对流层电波传播中2xz得到广泛运用[5-7]。利用抛物方程模型可以分析海上用Fourier分步步进法求解抛物方程（1）可得，蒸发波导环境下的电波传播特性。通过对大气波导在距离xx的值可由前一距离x的值给出：环境下电波传播的模型分析，有助于雷达回波资料———————————收稿日期：2010-11-10基金项目：

7、福建省教育厅科技项目(JA10250);福建省教育厅B类项目(JB09201)作者简介：郭建炎（1982—），男，福建泉州人，讲师。jkmx(xx,z)e（2）221jxkpF{eF[(x,z)]}其中，k为波数，(x,z)为标量磁场（垂直极化）或电场（水平极化），mn1z/a为修正e1折射率。F、F是与边界条件相关的Fourier变换及逆变换；p为Fourier变换的频域变量，通常可令pksin，为掠射角即电波传播方向到水平方向的角度。方程（1）是一个边值问题，海面边界

8、条件通过Fourier变换在谱域中加入；海面电磁场满足的阻抗边界条件为：1jkcos0（3）zi1z0图1标准大气与蒸发波导的修正折射率分布z0为海面边界的反射系数，为电波的入射角。i2数值计算与结果分析为了方便海洋大气波导环境的分析，定义新的修正折射率M：6M(n1z/a)10（4）eM反映了大气折射与地球曲面对电波传播的影响，地球表面的标准大气M