基于双向有限差分抛物方程法的海洋环境电波传播研究

发布时间：2021-01-02 00:04

　　采用双向抛物方程（two-way parabolic equation, 2WPE）法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分（two-way finite-difference, 2WFD）法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电波传播预测中引入一种改进的分形海面模型来模拟起伏波动的实际海面边界,且能模拟海面的大尺度浪涌特性和毛细波细微结构特性.在典型的数值算例中,我们将采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子和采用Miller-Brown模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子进行对比和分析,数值分析结果表明,在相同风速条件下,采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子波动更剧烈,能更准确地反映出实际起伏波动海面对电磁波传播的影响. 

【文章来源】：电波科学学报. 2020年03期 北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

发射源高度50 m风速10 m/s下频率不同时

发射源高度50 m风速10 m/s下频率不同时

图1给出了风速分别为5 m/s、10 m/s和15 m/s时改进分形法模拟海面模型. 可以看出,该模型能展示出随风速增加时海面的幅度和粗糙度变化规律,符合实际情况.用2WFD法求解2WPE时,计算步长和发射源频率成反比,使用更精细的海面模型能描述更多的海面细节,可以更好地模拟海面对电波传播的影响,更加符合实际情况. 本文在计算电波的双向传播时,在前、后向传播过程中均采用新引入的改进分形模型模拟海面,计算结果更精确.

【参考文献】：
期刊论文
[1]Pade型双向抛物方程及其在室内电波传播问题中的应用研究[J]. 张青洪,廖成,盛楠,陈伶璐.  电子学报. 2015(08)
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[3]多刃峰环境无线电波传播预测的双向抛物方程法[J]. 王昆,杨永钦,龙云亮,郭建炎.  电波科学学报. 2011(06)
[4]改进的一维分形模型在海面电磁散射中的应用[J]. 王运华,郭立新,吴振森.  电子学报. 2007(03)



本文编号：2952246