武汉大气波导出现特征及其对调频广播的影响

大气波导会严重影响广播系统的播出质量和服务可靠性,然而目前对内陆大气波导出现情况的研究关注度不够,国内也未见其对广播系统影响研究的公开报导.本文选择武汉地区代表亚热带季风气候区,研究其大气波导环境特性及对广播频率的影响.基于无线电气象原理,给出了武汉地区2017—2019年波导环境特征的研究结果,包括波导的出现概率、结构特征和影响的无线广播频率等.结果表明这三年武汉地区大气波导出现概率可达到28%,对FM频段的广播频率影响概率达到13%以上.基于抛物型方程方法,对标准大气和典型波导事件大气条件下的武汉-信阳路径上92.7 MHz电波传播特性进行了数值模拟,得到了武汉发射站到信阳的功率分布,在距武汉85 km的位置和在距武汉172 km的信阳,近地表 0~100 m信号功率可以提高6.12 dBm以上.本文研究说明内陆大气波导对无线广播系统可产生严重影响,为有关研究提供了可信的参考依据.     

大气波导环境下电磁波传播特性仿真与实验

大气波导能够将电磁波陷获在一定高度大气层内形成超视距传播,对特定区域无线电系统工作产生较大影响。本文介绍了大气波导下电波传播的抛物方程模型中窄角抛物方程的离散混合傅里叶求解方法,仿真分析了电磁波在不同接收高度下传播损耗随频率和距离的变化过程,并在沿海区域开展路径损耗测试,验证了抛物方程模型的可靠性。针对雷达系统,仿真分析了不同波导类型、电磁波特征和波导参数对雷达探测盲区分布的影响并给出了补盲措施建议。     

海洋大气波导信道特性分析与应用

大气波导是海洋上经常产生的超视距传播环境,对岸基和船载电子信息系统性能具有重要的影响。论述了海上大气波导测量与预测方法、大气波导特征参数的统计结果以及大气波导传播特性计算方法,重点分析了波导传播对信息系统的影响评估及其实际应用。计算结果表明,大气波导可使雷达实现超视距探测,对雷达检测具有重要影响。     

大气波导的形成及其对雷达探测的影响

电磁波在海洋大气条件下传播时可产生大气波导现象。文章分析大气波导的形成以及对电磁波传播的影响,分析大气折射的存在条件,电磁波在大气波导中传播所受到的制约,总结出大气波导对雷达探测的影响。     

海上大气波导环境下电磁波传播的抛物方程方法

抛物方程方法已经被广泛地应用于电磁波传播模型,并成为解决电磁波传播问题主要的工具。针对海上大气波导条件下的电磁波传播特性的研究,给出了适用的电磁波传播模型,根据模型计算了电磁波在波导中的传播衰减,同时对不同传播条件下的结果进行了比较和讨论,最后对传播模型进行了验证。     

大气波导环境中的雷达探测性能分析

介绍了大气波导的成因以及形成大气波导的条件,分析了大气波导对雷达探测性能的影响,提出了提高雷达探测性能的技术措施。     

东南沿海波导结构的预报方法

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数。     

大气波导效应及其对低空探测的影响分析

对于低空搜索雷达来说,希望能尽早准确地判知低空威胁目标,但在出现大气波导效应时,雷达探测性能往往会受其影响;从大气波导效应的成因、类型以及在我国的分布情况出发,分析了大气波导效应对低空搜索雷达正常工作的影响,初步提出了在大气波导情况下改善和提高雷达低空检测性能的技术措施。     

湍流环境下的大气波导信道衰落特性研究

湍流大气环境不但会引起大气波导传播中能量的严重泄漏,干扰雷达对目标回波信号的检测,还会影响接收信号的快衰落特性。文中针对大气波导超视距信道,利用考虑湍流效应的抛物方程模型仿真计算了不同湍流强度下,波导高度内、外接收信号的超视距快衰落特性,分析比较了考虑与忽略湍流效应两种情况下,波导高度内、外接收信号的幅频特性,更加合理地对雷达进行系统效应评估,准确地反映大气湍流对海上电波传播的影响。     

大气波导传播类型及特性分析

电磁波在大气中传播时,除了正常的折射外,在特殊条件下还会产生超折射现象,从而形成大气波导传播.利用大气波导,可以扩大探测、截收、通信和电子对抗等电子系统的有效作用距离,为远距探测、预警和通信提供条件.同时,也会形成诸如向外扩展的电磁盲区,使雷迭系统的杂波增强等不利因素.要实现大气波导超视距传播,须对将电磁波在大气波导环境中的传播进行研究.通过对大气波导类型及形成条件、电磁波实现大气波导传播的必要条件的分析,用射线描迹方法研究了大气波导传播的8种类型,同时对其特性进行了分析,从而为电子系统在各种大气波导环境下的应用奠定了基础.     

大气波导对舰载及岸基雷达的影响

大气波导是海洋大气环境的一种常见现象,这种现象使电磁波的传播超出了地球曲率的限制,从而使岸基雷达及舰载雷达受到大量的杂波干扰。针对舰载雷达及架设高度较低的岸基雷达,本文分析了大气波导现象对其探测水面及空中目标的影响,并给出了利用大气波导现象实现雷达超视距探测的基本方法。     

海上大气波导的统计分析

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.     

基于特征建模的TDD系统大气波导干扰控制体系研究

大气波导干扰是特定气象条件下发生的时分双工(time-division duplex,TDD)系统内干扰,是TDD移动通信系统大规模组网面临的顽疾。在总结分析大气波导干扰成因和分类等的基础上,对大气波导干扰进行建模和表征,验证了海量干扰源在时域和频域的功率集总特征,并结合大量4G/5G现网实测数据给出了典型条件下内陆波导和海面波导的量化干扰信号传播模型,对于干扰的预测和预防具有重要意义。基于干扰特征,给出了TDD系统预防大气波导干扰的帧结构与组网的4项设计原则,5G现网数据表明干扰控制方案有效,上行干扰下降10 dB以上,相关原则对于6G系统的设计也具有指导意义。     

大气波导过程数值模拟研究

以NCEP再分析资料为背景场,利用MM5模式对2005年6月2日至4日出现在黄海海域的大气波导进行了数值模拟。通过与韩国济州岛、日本福冈的探空数据和文献描述的雷达以及通信超视距传播现象的对比,分析了波导强度等参数的时空演变过程,结果表明：MM5模式模拟的修正折射率廓线与探空数据有较好的一致性,其模拟的大气波导产生、维持、消亡过程与文献给出的超视距传播现象相对应。     

大气波导对舰载雷达探测距离的影响

大气波导可使舰载雷达的探测距离增大而实现超视距探测，如果能够准确、可靠地预报大气波导条件下雷达发现目标的最大距离，在军事上将具有重要意义。本文论述了形成大气波导的气象条件和雷达条件，给出了受大气环境影响的雷达探测距离的计算公式，提出了在实际应用中对大气波导的测量和雷达探测距离的预测方法。     

大气波导与气象物理量场相关性的模拟分析

利用NCEP再分析数据和探空数据,使用MM5中尺度数值模式模拟分析了发生在中国东南沿海的一次大气波导过程与温度、湿度和位涡等气象物理量场的相关性.数值模拟分析表明:此次悬空波导的发生是西风槽等系统携带的冷空气与北上台风共同作用引起的,同时位涡场极大值区域(极大值一般大于2PVU)与大气波导出现的区域相对应,分析位涡场变化可作为大气波导机理和预报研究的途径之一.     

利用WRF模式对大气波导的数值模拟研究

利用WRF模式,以NCEP再分析资料作为背景场,并同化地面自动气象站观测资料,对发生在黄淮江淮流域的一次大气波导过程进行了数值模拟与对比分析,发现WRF中尺度数值模式可以反映出大气边界层内的逆温和湿度锐减并较好的模拟大气波导的变化,同化自动站资料比不同化模拟出的波导范围扩大、波导强度增强,与雷达回波的一致性更好。     

大气波导在海上通信中的应用

大气波导的存在使电磁波实现超视距传播,在增加海上通信距离的同时使海上电磁波传播变得复杂。为丰富大气波导在海上通信中应用的方法和手段,研究了大气波导形成、分类以及不同类型大气波导修正折射指数轮廓线形式及形成原因,分析了电磁波在大气波导环境中实现超视距传播条件,理论研究及仿真验证了大气波导环境下超视距通信参数选择,包括电磁波临界入射角和最低陷获频率。根据海上实际气象环境特点和战场条件需求,提出大气波导在海上通信中的具体应用,对提高海上远距离通信保障能力、获取战场电磁优势具有重要意义。     

蒸发波导与雷达最大探测距离查询数据库的设计

为方便总结蒸发波导高度与雷达最大探测距离分布规律,开发了蒸发波导与雷达最大探测距离查询数据库,并对数据库性能进行检验.检验结果表明:查询得到的蒸发波导高度分布规律与美国海军所用折射率影响高级预测系统(AREPS)统计结果基本吻合,且能提供更高的空间分辨率,与AREPS相比,本数据库由气象水文数据计算得到的雷达最大探测距离更接近实测值.