学位论文之蒸发波导预测方法及其电波传播模式研究(pdf 67页)

学位论文之蒸发波导预测方法及其电波传播模式研究内容提要：
随着军事和民用通信技术的发展，以蒸发波导为代表的对流层大气波导传播日显重要。目前国内只有三个研究单位在进行这一专题研究，但一直没有取得较大进展，主要难点一是蒸发波导的预测的精度较低，二是没有搞清电波在波导内传播适用模式。鉴于军民应用的急需，特进行这一专题研究，以期给出新的蒸发波导预测方法和建立电波传播模式。开展精确蒸发波导预测并有选择地进行信息传输具有重大的理论意义和军事价
值。
本文首先根据大气温度、气压、湿度，以及大气折射率梯度的变化状况，研究大气波导出现的的成因和气象条件判据，同时给出特征参量，分析了大气波导对电波传播的影响。
其次，本文提出了一种新的蒸发波导环境预测理论方法。通过统计分析我国典型地区大气波导的气候分布，根据预测蒸发波导环境的理论，主要是局地相似理论、伪折射率预测理论等，研究蒸发波导预测技术，在分析现有技术的基础上，得到了以折射率为核心参数，直接利用雷达接收的海杂波反演蒸发波导剖面的蒸发波导环境预测的理论方法。
然后，本文成功地实现了利用射线微分方程的准确快速射线描迹算法，在一定程度上可满足有关应用的需求。根据对流层中无线电波射线理论，在系统地研究电磁场几何光学理论的基础上，利用电磁场中的麦克斯韦方程，加上大气波导的预测参数，逐点描绘出真实电波传播射线，从而研究电波在大气波导内的传播模式。同时，也进行计算机仿真计算。和国内一直沿用积分方程进行射线描迹的方法不同，本文在对流层射线理论
和相关数值计算方法之后，选择射线微分方程进行射线描迹，避免了积分方程法存在的计算效率低、零度初始仰角附近计算困难等缺陷。
最后，本文针对利用雷达接收的海杂波反演蒸发波导剖面的蒸发波导环境预测方法，面向应用需求进行了计算机模拟，将理论的模拟结果、试验结果进行了对比分析，证明了本文提出的蒸发波导环境预测理论的正确性和实用性。
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