大气波导对舰载通信距离的影响

发布时间：2021-08-06 22:15

　　大气波导是影响舰载通信距离的重要因素。针对大气波导传播条件及电磁波在大气波导中的传播特性,利用抛物方程方法计算大气波导环境中的电波传播因子,研究了舰载通信系统最大覆盖距离的估算方法,仿真分析了超短波和S波段通信系统在表面波导中的通信距离。仿真结果表明,大气波导环境能够实现舰载通信系统的超视距通信,通信覆盖距离可达上百公里。 

【文章来源】：舰船电子对抗. 2020,43(04)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

计算流程图

抬升波导产生高度较高,对舰载通信距离几乎没有影响,而对于通信系统来说,蒸发波导和表面波导的影响类似,只是各种波导的强度和出现概率有差别,因此本节以表面波导为例,分析其对通信系统的影响。表面波导平均厚度在100 m左右,本文假设其厚度90 m,波导强度取15 M,底层修正折射率指数M (0)=330,剖面图如图2所示。根据公式(5)和(7),该波导的极限频率为115 MHz,穿透角为0.3°。首先以超短波通信系统为例,假设舰载超短波通信电台的工作频率为350 MHz,发射功率为37 dBm,接收灵敏度为-100 dBm,收发天线的增益均为2 dB,其他附加损耗为3 dB。发射天线的架设高度为10 m,垂直极化方式。根据公式(13),系统正常工作允许的最大空间传播损耗为138 dB。

图3为大气波导环境和标准大气环境中的电波传播损耗的对比图,其中接收天线的高度为10 m。从图中可以看出,在标准大气环境中,超短波通信系统通信距离约为25 km,与视距通信距离相当,电磁波在传播距离大于25 km后进入阴影区,从而衰减迅速增大,而由于大气波导的影响,电磁波形成超视距传播,超短波通信系统的通信距离约为100 km,大气波导大大增加了通信覆盖距离。为了更清楚直观地展现大气波导的影响,图4显示了2种环境中电波传播因子的空间分布,标准大气环境中传播距离大于25 km后衰减迅速增大,如图4(a)中右侧深色区域为视距以外的阴影区。而大气波导将角度小于穿透角的电磁波陷获在波导层内,形成波导传播,但由于穿透角很小,只有极少部分电磁波被陷获在波导层内,而大部分能量均穿过波导层进行传播,如图4(b)所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3326574