预测毫米波雾衰减的抛物方程模型研究

雾是影响毫米波通信系统性能的典型气象条件之一.针对传统经验模型无法精确预测多径效应下的电波传播问题,给出了基于抛物方程的雾衰减预测模型.以自由空间雾特征衰减的预测为例,将本文模型与Rayleigh近似及经验模型的计算结果进行对比,验证了该方法的可靠性.最后将该模型应用于预测35 GHz和94 GHz毫米波在分别含有平流雾和辐射雾的复杂环境中的传播特性,仿真结果表明该模型有效地反映了地形绕射、地表反射等对电波传播的影响,为快速准确地预测复杂地理环境及特殊气象条件中的电波传播特性提供了一种有效的预测模型.     

Ka及毫米波段大气传输衰减特性研究

由于Ka及毫米波频段电磁波频率极高,大气传播特性不同于低频,受大气气体、降雨等大气环境的影响非常大。本文重点考虑大气中的氧气和水蒸气对电磁波的吸收衰减作用,分别从电磁波频率、大气含水量和温度三个方面具体分析大气对Ka及毫米波频段电磁波的衰减特性,并得出相关结论。     

沙尘引起的毫米波衰减

本文根据在腾格里沙漠完成的毫米波传播实验的部分结果，较为祥地讨论了扬沙天气中沙尘的有关物理特及其在９３ＧＨｚ频段上的沙尘衰减。，     

毫米波云雾衰减计算模型及特性分析

本文给出了毫米波在大气中传输受云、雾粒子吸收所导致衰减的可实用计算模型。由于实际环境中 ,云、雾类型的多样性 ,以及粒子密度的不均匀性 ,使得精确计算云雾衰减量值有一定困难 ,通常对于云雾衰减采用实时观测的方法 ,不利于对其进行定量分析。本文采取瑞利散射近似算法 ,结合我国某一地区的长年气象统计数据 ,模拟计算了该地区的云雾衰减 ,最后对计算结果进行了简要分析     

沙尘暴多重散射对毫米波衰减影响研究

根据随机介质中电波传播理论,应用等效介电常数法和Mie理论,研究毫米波在沙尘暴中传播的衰减;并应用Monte Carlo方法,研究沙尘暴大气中毫米波多重散射对衰减的影响.分别得到了单次散射和多重散射时沙尘暴引起的毫米波段几个大气窗口频率的特征衰减,及随沙尘大气能见度和沙尘粒子水含量的变化关系.结果表明,当能见度小于1 km时,随着能见度的减小,特征衰减增大很快,多重散射的影响也愈来愈大.衰减随含水量的增加而增加,尤其当沙尘粒子水含量大于1%时增加较为显著.因此,对于预测自然沙尘暴大气对毫米波的衰减,当能见度小于1 km时,必须考虑粒子的多重散射效应.当沙尘粒子的水含量超过1%时,需要考虑水含量的影响.这些研究对民用和军用通信、遥感等系统的开发和应用均具有重要的实际意义.     

毫米波在雾和云中的衰减特性分析

主要讨论了毫米波在雾和云中的传播特性及受到的影响 .并通过毫米波雷达性能模型 ,模拟出了毫米波回波的性能曲线     

雾对10.6μm红外辐射的衰减特性研究

基于gamma雾滴尺寸分布模型及辐射雾和平流雾含水量与能见度的经验关系，计算并回归得到了平流雾和辐射雾对10.6μm红外辐射的衰减与含水量和能见度的关系，其对浓辐射雾得到的雾衰减与含水量的线性关系与文献所给实验结果和半径经验公式均很好的一致性，最后对雾的红外衰减和可见光衰减进行了比较，结果表明浓平流雾对10.6μm红外辐射雾衰减大于可见光的雾衰减。     

粒子跟踪法求毫米波雨衰减

根据多重散射的解析理论,利用粒子跟踪法研究了毫米波在离散随机介质中的传播与散射。在考虑多重散射效应的情况下,数值模拟了毫米波段的降雨衰减。理论计算与实验结果相一致。     

雾对10.6μm红外辐射的衰减特性研究

基于gamma雾滴尺寸分布模型及辐射雾和平流雾含水量与能见度的经验关系,计算并回归得到了平流雾和辐射雾对10.6μm红外辐射的衰减与含水量和能见度的关系,其对浓辐射雾得到的雾衰减与含水量的线性关系与文献所给实验结果和半经验公式均有很好的一致性.最后对雾的红外衰减和可见光衰减进行了比较,结果表明浓平流雾对10.6μm红外辐射的雾衰减大于可见光的雾衰减.     

5G毫米波短距离链路雨衰减特性分析

雨衰减严重影响第5代(the 5th Generation,5G)移动通信系统性能.在路径长度小于1 km的短距离链路情况下,现有雨衰减预测模型调整因子大于1,导致预测雨衰减随路径变短而增大,无法支撑毫米波短距离链路系统设计.通过分析国际电信联盟无线电通信部(Radiocommunication Sector of International Telecommunication Union,ITU-R)短距离链路雨衰减试验数据,发现湿天线衰减与路径雨衰减相当,得到毫米波短距离链路必须考虑湿天线衰减的结论.建立了湿天线衰减与降雨率的关系模型,分频段对模型参数进行了拟合,拟合结果与实测数据吻合得较好.提出了考虑湿天线衰减的短距离雨衰减建模新思路,可解决短距离雨衰减预测问题.研究结果有助于提高5G毫米波系统余量设计的可靠性.     

一种计算云雾毫米波衰减的经验模式

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,得到了一种新怕估算云雾毫米波衰减系数的经验公式,计算结果表明在１０￣１０００ＧＨｚ频率范围和－８℃￣２０℃温度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,本文所检经验模式在温度和频率适用直都有了较大改进,最后简述了雾衰减与能见度的关系。     

毫米波雨雾颗粒环境传输测量系统

毫米波在颗粒环境中传输特性是毫米波通信技术的重要基础性问题。为探索毫米波传输在可控颗粒环境下的测量,基于准光学理论设计了双反射面高斯波束传输系统。该系统包含一对多张角喇叭和两个椭球聚焦反射面。多张角喇叭用于产生高斯度大于96%的高斯波束;聚焦反射面将发射波束重新聚焦,使得输出波束参数与发射波束参数相同。此外,基于矢量网络分析仪加扩频模块的实验方案,对准光传输系统在75~110 GHz频率范围进行了测试,得到该频率范围内整个系统的损耗。测试结果表明系统本身的损耗仅有2~4 dB,表现出良好的传输特性。基于本系统的初步喷水实验为可控颗粒环境下传输测量奠定了基础。     

雾衰减经验模型的适用性分析

雾衰减经验模型的计算是预测雾衰减的一种重要方法。为了将雾衰减经验模型应用到实际中进行适用性分析, 从米氏散射理论出发, 采用理论推导和仿真分析的方法, 计算了Kruse模型、Kim模型和Ijaz模型中激光在不同能见度下的衰减, 分析了3个模型在计算衰减系数时的差异, 并通过搭建自由空间光通信实验平台, 将实验结果与仿真结果对比分析。结果表明, 650nm波长的激光在雾衰减信道下的衰减结果与Kim衰减模型更接近。此研究结论为西安地区自由空间光通信系统雾衰减系数分析提供了参考依据。     

毫米波段雾的衰减率与反射率的神经网络模型

人工神经网络已在多个领域中得到广泛应用。本文应用由非线性变换单元组成的前债神经网络,又称后向传播网络（B－P网络）,加上自适应参数变化的改进,研究毫米波通过雾区时的衰减和反射问题,得到雾的衰减率和反射率的神经网络模型。模拟结果表明,神经网络模型具有精度高,计算量小,模型结构简单的优点,是一种毫米波大气传播效应建模的行之有效的方法。     

膨胀石墨对毫米波衰减性能研究

简述了膨胀石墨的特点,分析了膨胀石墨对毫米波的衰减机理,研究了膨胀容积、粒度和浓度对膨胀石墨衰减性能的影响,阐述了膨胀石墨优于常规毫米波衰减材料的综合性能,研究表明,膨胀石墨是一种极具发展前景的新型毫米波干扰材料.     

40~110 GHz毫米波频段场地衰减测量

随着5G及规划中的6G等新一代通信技术的飞速发展,毫米波频段的通信应用逐渐普及。因此,毫米波频段的场地衰减测量变得愈发重要。介绍了一项在40~110 GHz频率范围内的场地衰减研究工作,通过理论分析和搭建自动测量系统,获得了可供参考的实验数据,得出了该频段范围内场地衰减在76~79 dB左右,衰减幅度很大;测量值与理论值符合较好,测试环境的影响较小等结论,对后续测试系统构成方案亦有助益。     

不同类型降水对毫米波传播特性的影响研究

为了提高复杂降水条件下毫米波传播衰减的评估精度,通过分析多个地区的降水谱特征,得出具有代表性的层状云降雨、积层混合云降雨、积雨云降雨以及干雪、湿雪的谱分布参数,然后结合降水粒子的形状、相态、介电模型,计算降水体目标在毫米波波段的散射特性.结果表明,降水强度不是唯一影响毫米波传播衰减的因素; 降水粒子相态、谱分布、入射波频率和温度等对毫米波传播特性均有不同程度的影响,其中谱分布和数密度是影响降雨对毫米波衰减的主要因素; 冰水构成比例是影响降雪对毫米波衰减的主要因素; 不同相态的降水,尤其是干雪、湿雪和雨对毫米波传播影响的差异较大; 而温度的影响较小.并建立了考虑谱分布和温度的降水衰减模型.     

毫米波测云雷达回波信号衰减补偿仿真研究

针对毫米波测云雷达受云雨衰减的问题,从雷达I、Q信号角度出发,模拟毫米波测云雷达回波I、Q信号并假设一定的探测环境,进行雷达回波信号衰减补偿仿真试验.试验结果表明,雷达电磁波信号穿过雨区和云区时,在远距离处衰减量很大,通过衰减补偿,信号强度明显增强,目标信号突出.