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冷锋推进中的大气波导变化及其对AIS传播影响研究
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作者 王望荣 察豪 +2 位作者 田斌 李靖 郝赫 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第4期76-81,共6页
冷锋推进中会使得海域内的气温、相对湿度、风速等气象要素分布发生显著改变,导致与气象要素紧密关联的大气波导出现的类型及分布范围随之改变。文中利用大气再分析数据分析了2018年3月中旬某次冷锋过境中不同阶段大气波导的变化过程,... 冷锋推进中会使得海域内的气温、相对湿度、风速等气象要素分布发生显著改变,导致与气象要素紧密关联的大气波导出现的类型及分布范围随之改变。文中利用大气再分析数据分析了2018年3月中旬某次冷锋过境中不同阶段大气波导的变化过程,并利用电磁波传播模型研究了冷锋推进过程中大气波导对船舶自动识别系统(AIS)传播的影响,结果表明:冷锋开始和发展阶段,出现的蒸发波导对AIS传播影响较弱;冷锋延伸和结束阶段,出现的多类型大气波导对AIS传播影响较强。因此,为有效监控海域内的船舶状态,应增加对冷锋开始和发展阶段的补充监控措施。 展开更多
关键词 冷锋 大气波导 再分析数据 通信传播 船舶自动识别系统
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大气折射对雷达测角的影响
2
作者 宋伟 宋凯 武伟 《舰船电子工程》 2024年第9期78-82,共5页
在雷达测角精度计算时,大气折射会对其产生巨大影响,这一影响会成为对雷达系统性能的制约性因素。针对这一问题,论文研究分析了电磁波在对流层中的折射模型,并对电磁波的传播特性提出了两种假设:电磁波在大气中进行传播时,是按照圆弧曲... 在雷达测角精度计算时,大气折射会对其产生巨大影响,这一影响会成为对雷达系统性能的制约性因素。针对这一问题,论文研究分析了电磁波在对流层中的折射模型,并对电磁波的传播特性提出了两种假设:电磁波在大气中进行传播时,是按照圆弧曲线和非圆弧曲线的方式进行的。基于这两种假设,论文采用了两种不同的修正方法,并通过试验对这种修正方法进行了验证。试验结果表明,两种修正方法都能够提高雷达的测角精度,且按照非圆弧修正方法进行修正的效果更好。该研究对于理解大气折射对雷达测角的影响具有重要意义,为提高雷达系统性能提供了技术支持。 展开更多
关键词 大气折射效应 雷达测角精度 误差修正 圆弧曲线传播 非圆弧曲线传播
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大气折射率分布规律的建模与仿真
3
作者 白雪雪 曹新亮 《延安大学学报(自然科学版)》 2024年第1期102-107,共6页
提高雷达探测精度的关键因素之一是对电波折射误差进行高精度的修正。针对目前大气折射率线性插值的方法导致电波射线折射率产生较大误差的情况,依据大气折射率随高度变化的规律,提出了样条插值和最小二乘结合的方法。在0~13 km高度范... 提高雷达探测精度的关键因素之一是对电波折射误差进行高精度的修正。针对目前大气折射率线性插值的方法导致电波射线折射率产生较大误差的情况,依据大气折射率随高度变化的规律,提出了样条插值和最小二乘结合的方法。在0~13 km高度范围内利用样条插值得到连续的折射率曲线,在9~60 km高度范围内利用最小二乘方法拟合出折射率连续的曲线。将样条插值和最小二乘拟合方法得到的折射率与分段插值的折射率、实际探测的大气折射率进行对比,证明样条插值具有较高的精度,最小二乘拟合函数具有计算简便、误差小的优点;将实际探测数据与由样条插值和最小二乘法得到的大气折射率折射误差进行比较,证明了样条插值和最小二乘法可有效提高电波折射修正精度。 展开更多
关键词 电波折射误差修正 样条插值 最小二乘法 大气折射率
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我国对流层波导环境特性研究 被引量:40
4
作者 刘成国 黄际英 +3 位作者 江长荫 潘中伟 蔺发军 张玉生 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期119-122,共4页
描述了我国对流层波导环境特性研究的方法和结果 .对于我国陆上大气波导 ,详细介绍了波导气候区的划分结果和这些地区大气波导随季节和月份的变化情况 .重点描述了我国海上蒸发波导的研究方法和研究结果 ,在叙述了利用海面气象数据得到... 描述了我国对流层波导环境特性研究的方法和结果 .对于我国陆上大气波导 ,详细介绍了波导气候区的划分结果和这些地区大气波导随季节和月份的变化情况 .重点描述了我国海上蒸发波导的研究方法和研究结果 ,在叙述了利用海面气象数据得到我国海上蒸发波导特性参数的理论方法之后 ,说明了我国东海和南海的海区划分 ,给出了这些海区蒸发波导出现的概率、波导高度。 展开更多
关键词 环境特性 电波传播 对流层 波导
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海上大气波导的统计分析 被引量:85
5
作者 蔺发军 刘成国 +1 位作者 成思 杨玉萍 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期64-68,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 蒸发波导 海上低空大气波导 船舶探空 贴海波导 悬空波导
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中国近海大气波导的时空特征分析 被引量:34
6
作者 陈莉 高山红 +2 位作者 康士峰 张玉生 吴增茂 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期702-708,共7页
利用2006~2007年高时空分辨率的NCEP-FNL大气再分析数据与气象观测数据,详细统计分析了中国近海大气波导的时空分布,给出了大气波导出现概率与其高度、厚度和强度等特征量的统计特征,并初步探讨了其成因。统计结果揭示:中国近海大... 利用2006~2007年高时空分辨率的NCEP-FNL大气再分析数据与气象观测数据,详细统计分析了中国近海大气波导的时空分布,给出了大气波导出现概率与其高度、厚度和强度等特征量的统计特征,并初步探讨了其成因。统计结果揭示:中国近海大气波导出现概率及波导类型的变化与东亚季风活动紧密关联,季风是其气候学成因;夏季时渤海、黄海、东海沿岸海域大气波导明显增多;台湾海峡与台湾东南毗邻海域常年是波导发生最频繁的海区。研究表明:借助中尺度大气数值模拟可以更细致地研究与预测中国近海大气波导的时空分布特征。 展开更多
关键词 大气再分析数据 中国近海 大气波导 时空特征 统计分析
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中国近海蒸发波导的数值模拟与预报研究 被引量:15
7
作者 陈莉 高山红 +1 位作者 康士峰 吴增茂 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期1-8,共8页
利用中尺度大气模式MM5对2007年中国近海大气蒸发波导进行了全年的高分辨的数值模拟。模拟结果统计表明,整个海域蒸发波导的平均出现概率约为90%。本文重点关注强度较大的蒸发波导,详细分析了其季节分布特征及其与海洋环流和海面气象条... 利用中尺度大气模式MM5对2007年中国近海大气蒸发波导进行了全年的高分辨的数值模拟。模拟结果统计表明,整个海域蒸发波导的平均出现概率约为90%。本文重点关注强度较大的蒸发波导,详细分析了其季节分布特征及其与海洋环流和海面气象条件的相关关系。研究发现,25°N以南的开阔海域的蒸发波导出现概率全年都较高,而以北的东海西北部、黄海与渤海,蒸发波导的出现概率呈现明显的季节特征;蒸发波导的空间分布受中国近海海洋环流的强烈影响,存在1个与黑潮区域相一致的带状波导高出现概率区域,台湾暖流、黄海暖流和对马暖流使得在某些季节相应海域蒸发波导出现概率高于其周围海域。此外,本文还基于WRF模式及其3DVAR系统构建了大气波导数值预报系统,尝试对中国东南海域的蒸发波导进行数值预报。 展开更多
关键词 中国近海 蒸发波导 分布特征 MM5数值模拟 WRF数值预报
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近海面大气波导探测及与其它研究结果的比较 被引量:37
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作者 蔺发军 刘成国 潘中伟 《电波科学学报》 EI CSCD 2002年第3期269-272,281,共5页
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... 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 。 展开更多
关键词 海面 大气波导 探测 微波折射率仪 蒸发波导 测量 超视距探测
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大气波导环境下的射线追踪算法 被引量:26
9
作者 孙方 王红光 +1 位作者 康士峰 林乐科 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期179-183,194,共6页
为了形象地模拟电磁波在大气波导环境下的传播路径,以及获得射线传播过程中的各项参数,介绍了两种常用的射线追踪模式:传统积分模式与泰勒级数近似模式,并根据两种模式的优缺点分别将它们应用于高、低仰角的射线传播,形成一种混合算法... 为了形象地模拟电磁波在大气波导环境下的传播路径,以及获得射线传播过程中的各项参数,介绍了两种常用的射线追踪模式:传统积分模式与泰勒级数近似模式,并根据两种模式的优缺点分别将它们应用于高、低仰角的射线传播,形成一种混合算法并给出了详细的程序流程。此算法在计算复杂波导环境下的射线轨迹方面具有实用性强、准确度高的特点。通过对典型波导剖面、实测大气剖面以及大气水平不均匀剖面的仿真结果分析,充分验证了此算法的有效性。 展开更多
关键词 射线追踪 蒸发波导 悬空波导 修正折射率
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海上湍流效应对大气波导传播的影响 被引量:11
10
作者 孙方 赵振维 +2 位作者 王红光 林乐科 程显海 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2011年第2期13-17,共5页
海上的湍流大气会引起海上大气波导传播中能量的严重泄漏,进而影响雷达对目标回波信号的正确判断。文中通过利用微波测距机进行连续测距,反算出海面上大气折射率的起伏变化,继而得到能够反映湍流特征的折射率随机扰动项,再将折射率扰动... 海上的湍流大气会引起海上大气波导传播中能量的严重泄漏,进而影响雷达对目标回波信号的正确判断。文中通过利用微波测距机进行连续测距,反算出海面上大气折射率的起伏变化,继而得到能够反映湍流特征的折射率随机扰动项,再将折射率扰动项分别加入到抛物方程模型和射线追踪技术中进行了湍流环境下的传播损耗和射线轨迹计算。计算结果表明,在海上波导传播计算模型中考虑折射率扰动项,可以更加合理地进行雷达系统效应评估,准确地反映大气湍流对海上电波传播的影响。 展开更多
关键词 湍流 测距机 蒸发波导 抛物方程 射线追踪
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等效球理论计算冰晶粒子毫米波散射的误差分析 被引量:13
11
作者 王金虎 葛俊祥 +2 位作者 魏鸣 刘俊 祝潇 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第5期40-44,共5页
利用4种等效Lorenz-Mie理论以及离散偶极子近似理论(DDA)计算了毫米波频率下卷云中随机取向六角形冰晶粒子的散射特性.对比结果表明:在毫米波频率下,利用等效体积与投影面积比值(V/A)Lorenz-Mie理论计算的结果与DDA的结果最接近,最后利... 利用4种等效Lorenz-Mie理论以及离散偶极子近似理论(DDA)计算了毫米波频率下卷云中随机取向六角形冰晶粒子的散射特性.对比结果表明:在毫米波频率下,利用等效体积与投影面积比值(V/A)Lorenz-Mie理论计算的结果与DDA的结果最接近,最后利用最小二乘法拟合出误差公式,为等效球理论代替DDA计算复杂的六角形冰晶粒子散射特性提供参考依据. 展开更多
关键词 Lorenz-Mie 离散偶极子近似 94GHz 六角形冰晶粒子
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一种计算云雾毫米波衰减的经验模式 被引量:18
12
作者 赵振维 吴振森 +1 位作者 沈广德 林乐科 《电波科学学报》 EI CSCD 2000年第3期300-303,共4页
基于 Rayleigh散射近似和水的双 Debye复介电常数模型计算的云雾衰减系数 ,得到了一种新的估算云雾毫米波衰减系数的经验公式 ,计算结果表明在 1 0~1 0 0 0 GHz频率范围和 - 8℃~ 2 0℃温度范围内 ,这一经验公式和直接计算结果间的最... 基于 Rayleigh散射近似和水的双 Debye复介电常数模型计算的云雾衰减系数 ,得到了一种新的估算云雾毫米波衰减系数的经验公式 ,计算结果表明在 1 0~1 0 0 0 GHz频率范围和 - 8℃~ 2 0℃温度范围内 ,这一经验公式和直接计算结果间的最大误差小于 9% ,与其他经验模式比较表明 ,本文所给经验模式在温度和频率适用范围上都有了较大改进 ,最后简述了雾衰减与能见度的关系。 展开更多
关键词 毫米波 云雾衰减 含水量 能见度 经验模式
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中国低空大气波导出现概率和波导特征量的统计分析 被引量:45
13
作者 刘成国 潘中伟 郭丽 《电波科学学报》 EI CSCD 1996年第2期60-66,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 大气波导 出现概率 特征量 统计
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基于AIS信号的低空大气波导监测试验分析 被引量:8
14
作者 张利军 王红光 +4 位作者 李建儒 张超 韩杰 王倩南 朱庆林 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期108-113,共6页
鉴于低空大气波导对海上工作的雷达、通信系统的显著影响,提出了基于实测船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)信号的海上低空大气波导遥感新方法.首先讨论了不同大气折射环境下的AIS信号传播特性,验证了低空大气波... 鉴于低空大气波导对海上工作的雷达、通信系统的显著影响,提出了基于实测船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)信号的海上低空大气波导遥感新方法.首先讨论了不同大气折射环境下的AIS信号传播特性,验证了低空大气波导尤其表面波导对海上实际VHF频段AIS信号的显著影响;然后给出了2018年4月20日以及22日岸基AIS接收机接收功率平面位置分布图结果,利用接收站附近探空站的修正大气折射率剖面验证了大气波导是形成AIS信号远距离传播的主要原因;最后给出了基于AIS信号反演低空大气波导的步骤,采用粒子群优化算法得到根据单一方位接收功率的反演结果.该方法具有被动接收、时空分辨率高的优点,是当前雷达海杂波、卫星导航信号遥感探测大气波导的有益补充. 展开更多
关键词 AIS信号 低空大气波导 遥感 反演 试验
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太赫兹电磁波大气吸收衰减逐线积分计算 被引量:10
15
作者 李瀚宇 董志伟 +1 位作者 周海京 周逊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1445-1449,共5页
大气对太赫兹辐射传输存在一定的非协作性,即存在吸收衰减。为了实现太赫兹辐射的有效应用必须细致地了解太赫兹辐射大气传输的窗口位置、宽度及大气透过率。选取了处理大气非均匀路径、吸收带重叠等大气辐射传输问题的最精确方法——... 大气对太赫兹辐射传输存在一定的非协作性,即存在吸收衰减。为了实现太赫兹辐射的有效应用必须细致地了解太赫兹辐射大气传输的窗口位置、宽度及大气透过率。选取了处理大气非均匀路径、吸收带重叠等大气辐射传输问题的最精确方法———逐线积分法,发展计算程序,并基于HITRAN分子谱线数据,对水汽、氧气、臭氧、氮气、二氧化碳等单组分气体分子对太赫兹辐射传输的吸收衰减情况进行了计算与分析,并给出了在太赫兹电磁波大气传输衰减中占主要因素的水汽和氧气的衰减峰位置。 展开更多
关键词 太赫兹 大气衰减 逐线积分 透过率窗口
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大气波导传播的抛物方程模型研究综述 被引量:24
16
作者 王红光 张蕊 +1 位作者 康士峰 赵振维 《装备环境工程》 CAS 2008年第1期11-15,共5页
讨论了大气波导传播模型,对其中的抛物方程模型研究状况进行了综述。说明了抛物方程模型研究的历史,归纳了地表面分别为理想导体、阻抗、粗糙海面或不规则地形边界条件时,抛物方程方法的原理及其算法,最后指出抛物方程模型的研究进展和... 讨论了大气波导传播模型,对其中的抛物方程模型研究状况进行了综述。说明了抛物方程模型研究的历史,归纳了地表面分别为理想导体、阻抗、粗糙海面或不规则地形边界条件时,抛物方程方法的原理及其算法,最后指出抛物方程模型的研究进展和存在的问题。 展开更多
关键词 折射 大气波导 抛物方程
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东南沿海波导结构的预报方法 被引量:26
17
作者 潘中伟 刘成国 郭丽 《电波科学学报》 EI CSCD 1996年第3期58-64,共7页
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考数据。以厦门为例从历史资... 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考数据。以厦门为例从历史资料的分析和实测结果说明这一预报方法是可用的,其预报准确性达到70%。 展开更多
关键词 波导结构 预后 低空大气 大气波导传播
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大气波导对无源定位差分时延精度的影响 被引量:6
18
作者 董翔 慈颖 +2 位作者 盛午刚 孙方 朱庆林 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期847-855,共9页
利用泰勒级数近似的射线追踪算法,针对1000 km范围内的超视距目标时差定位系统进行传播路径仿真建模,计算分析了不同波导环境下的差分时延误差和多径相对时延,评估了时差定位系统对大气波导超视距目标的时延差精度.计算结果表明,由于大... 利用泰勒级数近似的射线追踪算法,针对1000 km范围内的超视距目标时差定位系统进行传播路径仿真建模,计算分析了不同波导环境下的差分时延误差和多径相对时延,评估了时差定位系统对大气波导超视距目标的时延差精度.计算结果表明,由于大气折射环境随距离的变化,无源定位系统的差分时延误差会随着通信距离的增大而增大.当系统通信距离达到近1000 km时,较强的表面波导环境可使差分时延误差达到近30 ns,多径相对时延可达近20 ns;蒸发波导可使时延误差达近40 ns,多径相对时延同样可达近20 ns.通过对实际波导环境超视距链路时延效应的定量分析,为无源时差定位系统的工作性能和参数设计提供了环境保障和技术支撑. 展开更多
关键词 大气波导 差分时延 无源定位 多径时延 超视距
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基于湿位涡场的悬空波导预报研究 被引量:5
19
作者 张玉生 韩杰 +3 位作者 郭相明 郝晓静 康士峰 赵振维 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期610-614,共5页
基于美国国家环境数据中心(NCEP)的再分析数据(FNL)和探空数据,利用美国宾夕法尼亚州立大学和美国国家大气研究中心的第5代区域中尺度数值模式(MM5)模拟分析了悬空波导出现时的湿位涡场特征,分析表明湿位涡场负中心剧烈变化区域分布与... 基于美国国家环境数据中心(NCEP)的再分析数据(FNL)和探空数据,利用美国宾夕法尼亚州立大学和美国国家大气研究中心的第5代区域中尺度数值模式(MM5)模拟分析了悬空波导出现时的湿位涡场特征,分析表明湿位涡场负中心剧烈变化区域分布与悬空波导的区域分布一致。湿位涡是动力和热力相结合的参数,在研究中便于机理和预报分析,由于湿位涡的不可渗透性,因此,湿位涡的发展变化只能沿着等熵面移动,其负中心区和梯度剧烈增大区也只能沿着等相当位温面移动,由于其移动速度和方向是可知的,因此,悬空波导的移动速度和方向也是可知和可预报的,从而为悬空波导的预报开辟了一种新思路和途径。 展开更多
关键词 湿位涡 MM5模式 悬空波导 移动速度 移动方向
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大气波导传播模型及特性分析 被引量:11
20
作者 孙方 赵振维 +1 位作者 康士峰 王红光 《装备环境工程》 CAS 2009年第6期16-20,共5页
介绍了波导传播条件以及目前用于计算波导传播特性的2种模型——抛物方程模型和射线追踪技术。利用抛物方程模型计算了波导环境下,电磁波在不同的发射频率、不同位置处的传播损耗,利用射线追踪技术模拟了射线在波导中的传播轨迹和时延... 介绍了波导传播条件以及目前用于计算波导传播特性的2种模型——抛物方程模型和射线追踪技术。利用抛物方程模型计算了波导环境下,电磁波在不同的发射频率、不同位置处的传播损耗,利用射线追踪技术模拟了射线在波导中的传播轨迹和时延特性。结合不同的计算结果,综合分析了大气波导传播特性对通信系统的影响。 展开更多
关键词 大气波导 抛物方程 射线追踪 传播特性
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