基于WRF模式预报的微波湍流特性研究

大气湍流对对流层内微波的传播具有重要影响,正确认识大气湍流的特性有助于提高电波传播模型预测的准确性和可靠性. 本文利用天气数值预报（weather research and forecasting,WRF）模式预测气象要素,计算微波波段大气折射率结构常数,研究对流层内大气湍流的时空分布特性,并探讨其与温度、相对湿度和修正大气折射率的变化关系. 研究表明:近海面微波湍流强度具有明显的日变化特征;对流层内微波湍流的垂向结构具有较为明显的分层;大气环境出现逆温减湿现象,湍流活动较强. 这些研究成果可为微波在大气环境中传播的准确预测提供理论支持.     

基于济南地区的对流层湿延迟模型对比研究

为提高济南地区对流层路径湿延迟测量精度,改善此地区大气折射修正误差,进一步提高该地区导航、定位、测控雷达等无线电测控系统的精度和性能,文中以济南站全球电信系统（Global Telecommunications System,GTS）探空数据计算的天顶湿延迟、斜路径湿延迟为比较基准,比较分析了利用Marcor技术、Hopfield模型、Ifadis模型所得到的对流层天顶湿延迟和斜路径湿延迟.比较结果表明:利用Marcor技术所得到的天顶湿延迟和斜路径湿延迟比其他模型得到的精度高,且仰角越低,斜路径湿延迟相对精度越高.这表明Marcor技术在济南地区具有很强的适用性,是获取高精度对流层湿延迟有效手段之一,有望逐步取代气象探空技术在工程中应用.     

我国不同积分时间降雨率的统一转换模式

1min积分时间降雨率概率分布是10GHz以上无线电系统雨衰减预测的基础性数据。但多数气象台站降雨率数据的积分时间大于1min，因而需要一种有效的转换方法。为此利用我国典型气候区的实测降雨率数据对几种不同积分时间降雨率转换模式进行了参数拟合与结果比较，在比较研究的基础上，提出了我国统一的转换模式。这一模式可较好地用于我国不同地区的降雨率转换。     

流星通信链路的流星辐射分布模型

分析研究了流星前向散射通信链路和黄道坐标系统的关系,推导出偶发流星日心分布到地心分布密度的转换过程,得到了偶发流星的理论辐射分布(SporadicMeteor Radiant Distribution)模型.并运用该理论预测模型建立了一通信链路上空流星辐射分布,同时对可用流星率进行预测并和观测数据进行对比,结果比较一致,为流星通信系统的建立提供了技术支持.     

降雨对雷达探测性能的影响

文中拟合得到了由降雨的雷达体反射率反演雨衰减率的公式,适用频率1~100 GHz,并且给出了降雨存在时的雷达方程、最大作用距离以及雷达接收信号信噪比与信杂比的变化。文中的结果对降雨存在时雷达的目标检测具有指导意义。     

8mm大气辐射特性的测量与分析

利用８ｍｍ辐射计对８月份几中天气情况（睛、多云、阴）进行观测实验,统计结果表明多云和阴天对８ｍｍ辐射计的亮温度有明显影响。利用辐射计观测的天空温度对云中液态水总量的变化进行了反演,同时计算了大气衰减及液态水总量,并对误差做了分析。     

无线电气象学研究进展与展望(特邀文章)

气象条件会导致无线电信号折射、衰减和超视距传播等电波传播效应.无线电气象学是研究气象环境特性及其对电波传播影响机理的一门交叉学科,是电波传播研究的重要领域.无线电气象学随着电波传播、气象和相关信息技术的发展而不断取得新的研究进展,为电波传播的更可靠预测和无线电系统的应用提供了可靠的数据和机理支撑.本文对全球数字地图、无线电参数遥感和短期预报等方面的研究进展进行了综合论述,并对无线电气象相关方向的发展给予了展望.     

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.     

海上超视距传输信号衰落分布析

海洋蒸发波导是实现近海面超视距电波传播的重要环境,利用蒸发波导模型和电波传播数值算法是获取路径损耗的主要途径. 基于海上平台约7个月测量的水文气象参数,对比了Paulus提出的PJ模型和美国海军研究生院（Naval Postgraduate School, NPS）提出的NPS模型,同时利用约1个月的海上超视距传播测试数据,分析了蒸发波导模型在不同环境条件下路径损耗的计算结果. 研究表明：1）PJ和NPS蒸发波导模型在不稳定大气条件下预测一致性较好,但通常NPS预测的蒸发波导高度小于PJ模型,而在稳定大气条件下预测结果相差较大;2）利用单点水文气象测量数据,NPS模型预测的传播损耗优于PJ模型,特别是在不稳定大气条件下;3）以传播损耗统计累积中值为标准,PJ和NPS模型预测的中值路径损耗与实际测量损耗中值的差值分别为–14.02 dB和–10.06 dB. 所得研究结果对利用单点测量的水文气象参数进行海洋或海岸区域微波超视距电波传播的路径损耗预测和无线通信系统的规划具有一定的指导意义.     

迅速发展的对流层散射通信

对流层散射信道特性对多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)对流层散射通信系统的设计和应用至关重要。针对现有文献进行信道建模时均是基于假设的衰落参数,无法反映真实对流层散射信道特性的问题,提出了一种考虑实际对流层散射链路应用环境的建模方法。该方法基于实际链路的地理高程数据和对流层大气环境数据,预测得到对流层散射信道的慢衰落和快衰落特性如基本传输损耗和时域、频域、空域参数等;信道建模采用Kronecker模型,并针对对流层散射信道给出了Kronecker模型中参数的确定方法。该建模方法能够反映实际的对流层散射衰落特性,可用于各种调制及编码方式下MIMO对流层散射通信系统的性能分析。