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。     

粗糙海面建模及其在蒸发波导传播中的应用研究

海上蒸发波导微波超视距电波传播对舰载雷达的运行具有重要的影响. 本文基于粗糙海面电波散射特征和海面高度分布概率密度函数,提出了一种考虑海面遮蔽影响的海上电波传播计算方法,并与两种不包含遮蔽影响的粗糙海面建模的计算结果进行了模拟和试验对比. 计算结果为:1）随着计算频率和风速的增大,不同粗糙海面处理方法的计算结果差异增大,对应位置的路径损耗差异可达10 dB;2）基于试验数据的对比初步显示采用考虑遮蔽影响改进的抛物方程模型预测的路径损耗精度相对较高,粗糙海面对电波的遮蔽效应是蒸发波导传播损耗计算中的一个重要因素;3）试验结果为不稳定大气时采用NPS蒸发波导模型、稳定大气时采用PJ蒸发波导模型预测大气折射率剖面,所预测的路径损耗要优于采用单一蒸发波导模型的结果. 本文所得结果对海上电波传播计算和大气波导的反演等具有参考价值.     

搭建“教、学、做”一体化平台构建实践教学体系研究

笔者认为本专业应按照"工学交替、三段递进"人才培养模式的要求,以构建"教、学、做"一体化的实践教学体系为出发点,按综合实训项目要求进行校内外实训基地的改造与建设,开发实训课程、制定相关管理制度、完善运行机制。     

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。     

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。     

Propagation modeling of ocean-scattered low-elevation GPS signals for maritime tropospheric duct inversion

The maritime tropospheric duct is a low-altitude anomalous refractivity structure over the ocean surface,and it can significantly affect the performance of many shore-based/shipboard radar and communication systems.We propose the idea that maritime tropospheric ducts can be retrieved from ocean forward-scattered low-elevation global positioning system(GPS) signals.Retrieval is accomplished by matching the measured power patterns of the signals to those predicted by the forward propagation model as a function of the modified refractivity profile.On the basis of a parabolic equation method and bistatic radar equation,we develop such a forward model for computing the trapped propagation characteristics of an ocean forward-scattered GPS signal within a tropospheric duct.A new GPS scattering initial field is defined for this model to start the propagation modeling.A preliminary test on the performance of this model is conducted using measured data obtained from a 2009-experiment in the South China Sea.Results demonstrate that this model can predict GPS propagation characteristics within maritime tropospheric ducts and serve as a forward model for duct inversion.     

基于湿位涡场的悬空波导预报研究

基于美国国家环境数据中心(NCEP)的再分析数据(FNL)和探空数据,利用美国宾夕法尼亚州立大学和美国国家大气研究中心的第5代区域中尺度数值模式(MM5)模拟分析了悬空波导出现时的湿位涡场特征,分析表明湿位涡场负中心剧烈变化区域分布与悬空波导的区域分布一致。湿位涡是动力和热力相结合的参数,在研究中便于机理和预报分析,由于湿位涡的不可渗透性,因此,湿位涡的发展变化只能沿着等熵面移动,其负中心区和梯度剧烈增大区也只能沿着等相当位温面移动,由于其移动速度和方向是可知的,因此,悬空波导的移动速度和方向也是可知和可预报的,从而为悬空波导的预报开辟了一种新思路和途径。     

准静态蒸发Kerr黑洞的量子热效应

该文采用新的广义乌龟坐标变换后,在事件视界附近直接求解Klein-Gordon方程,得到以(t,r)坐标描述的轴对称Kerr黑洞的视界位置、辐射温度.计算结果表明,考虑蒸发后Kerr黑洞的视界面是一个随时间变化的椭球面,Hawking辐射温度不仅随时间变化,而且与方位角有关.进一步分析表明Hawking辐射温度是时间坐标尺度下的补偿效应.