大气波导环境下的射线追踪算法

为了形象地模拟电磁波在大气波导环境下的传播路径,以及获得射线传播过程中的各项参数,介绍了两种常用的射线追踪模式:传统积分模式与泰勒级数近似模式,并根据两种模式的优缺点分别将它们应用于高、低仰角的射线传播,形成一种混合算法并给出了详细的程序流程.此算法在计算复杂波导环境下的射线轨迹方面县有实用性强、准确度高的特点.通过对典型波导剖面、实测大气剖面以及大气水平不均匀剖面的仿真结果分析,充分验证了此算法的有效性.     

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。     

东南沿海对流层大气波导结构的出现规律

沿海地区和海上是有利于大气波导结构出现的地区，通常需要在这些地区开展专题试验研究来掌握当地的大气波导层结的出现情况，以便给无线电应用系统提供基础。文章介绍了1997年10月份在我国东南沿海地区开展的大气波导层结探测试验，详细讨论该试验得到的海上蒸发波导，近地大气波导和低空大气波导结的出现情况及它们和气象条件的关系。     

基于GPS探空数据的南海海域大气波导特征分析

为了更精确地掌握南海海域大气波导的统计特征,详细分析了大气折射率关于温度、湿度和压强的敏感性,并在此基础上利用2006—2010年南海航次GPS探空资料对该海域表面波导和悬空波导的发生概率和波导特征参数进行了统计分析.结果表明:表面波导年平均发生概率基本在20%以下,波导顶平均高度约为167 m,陷获层厚度一般不超过30 m,强度介于4.5~9.6 M,年度平均值为7.5 M;悬空波导年平均发生概率接近50%,波导顶高度一般介于1 100~1 300 m,陷获层厚度比表面波导略高,平均厚度为32.8 m,强度平均值与表面波导相当,但跨度比表面波导要小得多.统计分析结果可为南海区域舰载无线电系统的运行保障提供参考.     

黄海海域低空大气波导发生概率和特征量统计分析

基于2010―2018年全球电信系统（Global Telecommunication System,GTS）发布的探空站数据,对黄海海域周边8个站的低空大气波导发生概率和参数特征量进行了统计分析.结果显示：黄海海域周边低空大气波导年发生概率为20%～50%,并呈现海域东部站点高于西部的规律;表面波导顶高和强度分别为100 m和10 M单位左右,截止频率不超过1 500 MHz,穿透角大于0.2°;悬空波导顶高、层底高和底高基本位于1 000～2 000 m,强度在10 M单位左右,截止频率不超过300 MHz,穿透角大于0.2°;各站点低空大气波导月份发生概率均在冬季最低,海域东部的光州和京畿道站月份发生概率分布比较相似,海域西北部的丹东、大连和成山头站月份发生概率分布比较一致;整个黄海海域的月份发生概率在冬季最低,不超过20%,春季逐渐提高,夏季达到40%以上,10月份开始降低,下降趋势持续到冬季,月份发生概率变化与该海域气象变化密切相关.统计结果可以为该海域内雷达、通信等无线电系统的设计和运行保障提供参考.     

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。     

海上大气波导的抛物方程法分析

大气波导是影响电子信息系统的重要环境因素,影响着海上雷达等无线电系统的运作,文中利用抛物方程的离散混合傅里叶变换算法,建立了海上大气波导中电磁波传播路径模式,并对标准大气、蒸发波导和表面波导中的电磁波传播损耗进行比较,结果表明海上大气反常传播可实现低空目标的超视距探测。     

南海海区低空大气波导气候学分析

基于2014—2016年发布的全球电信系统（global telecommunication system，GTS）数据，对南海海域附近8个探空站数据进行了统计分析，获得了南海海区低空大气波导参数统计特征以及概率分布特征结果.结果表明:年度统计来看，南海海区表面波导发生概率在20%左右，大部分表面波导高度位于100 m以下，强度小于10 M，悬空波导发生概率在50%左右，悬空波导顶高、层底高、底高参数一般位于1 000~2 500 m，强度位于4 M~15 M，空间分布基本呈现中部高、南北低（与热带辐合带相关）的特点；月份统计来看，南海北部以及中部具有明显的月份变化（与南海季风密切相关），而南海南部（靠近赤道）月份变化则不明显.统计分析结果可为南海海区雷达、通信系统的运行保障提供参考.     

一种基于海洋气象数据的蒸发波导传播统计方法

利用1982—1999年的海洋气象观测资料,根据PJ（PoulusJeske）模型计算蒸发波导高度,基于蒸发波导高度统计分析结果和大气波导传播模型,形成了一种可预测蒸发波导传播损耗统计特性的方法.选取我国南海某区域,计算了S波段蒸发波导超视距传播损耗中值,并分析了不同区域蒸发波导传播损耗的季节变化特性和蒸发波导的无线电系统可利用率.通过与微波超视距传播实验的结果比较,验证了该方法的有效性.     

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.     

波导环境下雷达后向散射系数研究

海上大气波导会显著改变雷达电磁波的传播性能,反应到雷达图像上表现为强烈的海杂渡回波信息。为了探究大气波导的影响因素,采用改进的GIT模型仿真方法模拟出波导背景下不同风速对雷达后向散射系数的影响,并且利用谱估计技术计算出掠射角随距离的变化。通过仿真结果分析,风因子对雷达后向散射系数影响显著,仿真结果对进一步利用海杂波反演大气渡导及提高舰载雷达探测性能具有重要指导意义。     

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。     

近海面大气波导探测及与其它研究结果的比较

大气波导环境对雷达系统和通信系统有很大的影响，而对于高度较低、出现频繁的海上蒸发波导来说，如何快速、准确地获得它的波导参数是一个重要的问题。用微波折射率仪进行近海面大气波导尤其是贴海蒸发波导的测量在国内属首次，通过现场试验结果与理论估算结果的比较，证明这种方法是可行的。     

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。     

南海海域海表面温度对低空大气波导数值模拟的影响研究

为了研究海表面温度(sea surface temperature,SST)对低空大气波导数值模拟的影响,针对南海海域基于天气研究与预报(weather research and forecasting,WRF)模式开展了不同SST对低空大气波导数值模拟的影响研究.结果表明:精确的SST对低空大气波导数值模拟影响最大,...     

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。     

基于不同天线高度雷达海杂波的蒸发波导反演

分析了影响雷达海杂波反演海洋蒸发波导的几个关键因素,建立了蒸发波导修正折射率剖面的两参数模型,提出了一种提高蒸发波导反演精度的方法。由于天线高度不同时,雷达接收的海杂波携带的波导特征信息不同,基于天线伺服系统,建立了可调天线高度雷达系统的两参数蒸发波导反演模型。通过与固定天线高度的蒸发波导两参数反演比较,验证了该反演模型具有较高的稳定性和反演精度。