电磁盲区随蒸发波导特征参数的变化特性

受雷达天线的低高度、地球凸起的影响,舰船雷达低角探测的范围非常有限。为了对远距离海上目标探测,扩大该舰船雷达探测范围,利用出现概率较大的蒸发波导实现超视距探测是一种较好的方法。但是,在基于蒸发波导的雷达超视距探测时,也会出现电磁盲区,且电磁盲区受蒸发波导特征参数影响。通过分析蒸发波导特征参数,利用描述大气波导中电磁波传播的射线描迹法对蒸发波导特征参数引起的雷达电磁盲区变化进行了计算和仿真,获得了电磁盲区随蒸发波导特征参数的变化规律,为利用蒸发波导实现雷达超视距探测的工程实际应用奠定了基础。     

蒸发波导环境中的雷达探测性能分析

应用抛物型方程和电波传播的基本理论,计算了电磁波在近海面中性层结条件蒸发波导中和标准大气中的传输损耗,得到了蒸发波导中电磁场的空间分布特性.利用伪彩色图分析了蒸发波导厚度、天线高度和发射仰角对雷达探测性能的影响,数值仿真克服了目前射线描迹技术尚不能精确描述空间场分布的缺点,为有效预测雷达系统的探测盲区以及覆盖区提供了可靠的依据.     

电磁盲区随波导内雷达发射角的变化特性

蒸发波导是一种出现概率最高的大气波导。利用蒸发波导可实现雷达的超视距探测,扩大探测距离,但是也会出现不同的电磁盲区,降低雷达性能。为了在雷达超视距探测中减小电磁盲区,需要掌握电磁盲区随雷达发射角的变化规律,以便在应用中对发射角进行调整。首先给出了抛物方程和射线描迹这两种描述大气波导中电磁波传播的方法,然后分别运用这两种方法对不同雷达发射角下的电磁盲区进行计算和仿真,获得了电磁盲区随雷达发射角变化的规律。同时也证明了尽管这两种方法的机理不同,但得到的电磁盲区的变化规律相同,它们都可以应用于电磁盲区计算。得到的结论为利用蒸发波导实现雷达超视距探测的工程实际应用奠定了基础。     

舰载微波超视距雷达天线架设高度研究

针对X波段舰载微波超视距雷达,研究了蒸发波导条件下雷达天线架设高度对其探测距离的影响.利用抛物方程模型建立了评估模型,通过仿真分析了天线架高对电磁波传播损耗及雷达作用距离的影响,研究结果表明,不同的层结条件下,虽然天线架高对电磁波传播损耗的影响不相同,但对雷达探测距离的影响却具有一般规律,即波导高度较低时,雷达作用距离随天线架高的增加而增大;当波导高度较高时,雷达探测距离随大线架高的增加先增大后减小.最后针对X波段海上雷达系统天线的架设高度给出了建议.     

海上蒸发波导电波传播特性预测

电磁环境计算是战场电磁环境预测仿真系统的核心,海面上温度的逆增和湿度随高度增加的剧烈递减,使得蒸发波导出现概率较高且持续时间较长。因此,海上蒸发波导具有较高的研究价值,给出一种基于PE模型的电场强度计算方法,引入修正折射指数描述不均匀大气结构,仿真分析了蒸发波导对电波传播的影响,仿真分析表明相比于标准大气结构的传播损耗,蒸发波导对电波传播产生了陷获作用,电波受大气折射,在波导层向下偏转,传播轨迹弯向地面,电波在波导层中传播损耗明显减小,形成超视距传播。     

海上大气负折射现象及其对电波传播影响分析

近地层负折射结构是海洋大气环境中一种少见的异常折射结构,它对电磁波传播的影响与蒸发波导陷获电磁波传播的效果截然相反.利用蒸发波导模型中的伪折射率概念,研究了海洋大气近地层负折射层高度及廓线参数的计算方法,通过仿真手段比较分析了负折射与蒸发波导的差异及其对电磁波传播影响的"反波导"特征,并利用2002年5月福建平潭岛的试验数据对负折射廓线及其对电磁波影响的"反波导"特性进行了验证分析.     

舰船雷达超视距探测中的定位方法研究

蒸发波导是海洋大气环境中出现概率最高的一种大气波导,当舰船雷达工作在蒸发波导环境下时,在一定的条件下雷达电波被陷获在蒸发波导内传播,如果采用雷达常用的定位方法就会产生很大的定位误差。根据电波传播理论和蒸发波导特征,基于射线追踪技术,提出了蒸发波导环境中舰船雷达电波传播路径的计算方法和雷达对目标的精确定位方法。仿真结果表明,满足蒸发波导传播条件情况下,舰船雷达采用常用方法对目标定位时在水平方向的误差较小,在垂直方向上的误差很大。采用蒸发波导环境下的舰船雷达定位方法可以实现在蒸发波导条件下对目标精确定位,从而提高舰船雷达的作用效果和精度。     

蒸发波导条件下雷达天线仰角和高度对探测距离的影响

为了研究蒸发波导条件下雷达天线高度和仰角对探测距离的影响,利用基于蒸发波导的雷达探测距离预测方法,仿真计算了不同大气层结条件下,天线仰角和高度分别取不同值时的雷达探测距离。仿真结果表明天线仰角和高度对雷达探测距离影响很大。相同条件下仰角为0°时探测距离最大,雷达探测距离不是单调地随天线高度的增加而增加或减小,存在一个最佳天线高度,能大大增加雷达探测距离。     

表面波导对雷达低空探测误差影响的研究

电磁波在海洋大气环境中传播,受表面波导这种异常现象的影响常常呈现出复杂的折射特征,这对雷达定位的精确性具有重要影响,针对这一问题,文中建立了表面波导环境下电磁波传播真实轨迹的精确算法,利用仿真手段研究了表面波导对雷达低空探测(仰角<5°)误差的影响,仿真结果表明,表面波导环境下电磁波出现“陷获”传播时,射线的真实轨迹明显偏离视在轨迹,形成了雷达低空探测时极明显的异常高度误差和仰角误差。     

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。     

蒸发波导条件下C频段舰载雷达天线架高研究

为充分发挥C频段舰载雷达在海上蒸发波导条件下的目标探测能力,开展了雷达天线架设高度的研究.根据基于抛物方程(PE)的电磁波传播衰减计算方法,计算并比较了C频段舰载雷达辐射电磁波在不同蒸发波导高度条件下的传播衰减值,根据结果建议在蒸发波导高度普遍较高的南海,天线架高定在10 m左右,在蒸发波导高度一般不超过15 m的黄海海区,天线架高定在20～30 m之间,实际应用中需考虑雷达使用海区的蒸发波导高度分布规律.研究结果对于C频段舰载雷达的设计和使用具有参考价值.     

基于水平非均匀蒸发波导的非互易性

针对现有蒸发波导条件下无线电系统性能研究过程中,忽略了蒸发波导水平非均匀特性影响,探讨了水平非均匀蒸发波导条件下的非互易性。利用马尔科夫过程模拟蒸发波导水平非均匀特性,结合抛物方程法计算电波传输损耗,仿真分析了雷达电磁参数对非互易性的影响。仿真结果表明：蒸发波导环境下电波传播的非互易性在波导水平非均匀时无法忽略,天线高度和电波频率对非互易性的影响较大。天线高度越高,电波频率越大,则非互易性越强。     

基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法

利用海上蒸发波导可以使舰载微波超视距雷达实现远距离低空目标探测,然而大气波导内的超折射和多径传播效应会产生不利于目标检测的雷达盲区。该文提出一种基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法,针对形成蒸发波导的海-气界面稳定层结、中性层结和不稳定层结3种情况,利用电波传播数值算法和雷达评估模型仿真分析了蒸发波导内特定区域不同目标函数时的雷达目标检测性能,给出了雷达天线高度优化结果。该文方法可以为微波超视距雷达系统设计、探测性能分析和大气环境自适应技术提供参考。     

Height radius effect on MF AM transmitting monopole antenna

Measurements are made on ground electrical field intensity in order to obtain a coefficient for the shadow, or diffraction factor. This factor permits the determination, with good accuracy, of the ground E field from the transmitting antenna to a point well beyond the radio horizon. The ground E field is of paramount importance in obtaining the nocturnal service area of an AM broadcast station. Nocturnal service area depends on the antifading properties of the transmitting monopole antenna. Critical study of the height-radius (H/a) relationship effect is made in order to determine the performance of the transmitting monopole antenna. The results are of interest, since they permit evaluation of the best H/a relationship for a determined antenna height, in order to obtain maximum directivity and maximum diurnal and nocturnal service area. Improvements in existing MF AM antennas can be achieved for high-fidelity stereo transmissions choosing the optimum H/a relationship. Measured data from reduced-scale models are shown and compared with theoretical predictions. Good agreement between them has been achieved     

The nocturnal service area of MF AM broadcast stations usingvertical arrays

The nocturnal service area, or distortionless area, of MF AM broadcast stations depends on the radiation properties of the transmitting antenna and the physical constants of the ground surrounding the transmitting site. These ground constants limit the maximum antenna height and establish how large the nocturnal service area will be. In some instances the nocturnal service area can be increased by the use of vertical antenna array. In this case it is very important to know the increase of the theoretical nocturnal service area of the station and if the use of more sophisticated radiating systems is justified. Calculations were made to determine the theoretical nocturnal service area of a station using vertical arrays, and curves with maximum distortionless distance are given as a function of frequency and ground physical constants. Measurements on reduced-scale models in HF and VHF bands are described, and improvements in antenna antifading properties and in nocturnal service area are shown     

蒸发波导条件下海上超视距通信距离研究

大气波导的存在对海上电磁波传播产生严重影响,蒸发波导因发生概率、波导高度等特殊性对舰载微波通信装备影响尤为突出。研究了蒸发波导特征及电磁波形成波导传播条件。利用抛物线方程分布傅里叶算法计算蒸发波导条件下电磁波传播损耗,提出了基于蒸发波导条件下海上超视距通信距离估算方法及计算流程。仿真分析不同波导高度电磁波传播损耗,验证了该方法的可行性。仿真结果表明蒸发波导条件下,可实现海上微波超视距通信,能够定量估算有效通信距离,通信距离可达上百公里。研究结论对指导舰载微波频段的通信应用具有重要意义。     

蒸发波导条件下雷达超视距探测距离研究

首先,对蒸发波导条件下舰载雷达超视距探测距离进行研究,描述了蒸发波导形成机理,以及需要监测的参数.然后,分析了对舰载雷达实现超视距探测的3个条件,给出了舰载雷达作用距离表达式.最后,采用分步傅里叶变换求解抛物方程法对蒸发波导条件下雷达电磁波传播损失进行了仿真分析,并给出了上下边界和初始场的处理方式.仿真结果表明,蒸发波导越高,目标高度越小,发射仰角越低,雷达作用距离越大.     

微波传能发射系统电磁辐射安全性研究

无线传能系统工作时在周围空间会激发高频电磁场,因此对无线传能系统有较高的电磁兼容性指标要求.文中通过对无线微波传能系统发射天线周围环境的电磁辐射进行建模和分析,以及微波传能基站对周围环境的电磁影响,研究了无线微波传能发射端周围空间电磁辐射的安全性.发射功率为500 W时,通过计算人体头部的比吸收率值,根据国际射频暴露的安全导则,基于理论分析和仿真实验界定了人体电磁暴露的安全区域,划定基站天线主波束、旁瓣、后瓣的安全距离分别为25 m、3 m、2 m,并给出了无线微波传能基站部署的参考方案,对于无线微波传能的实际应用具有重要的参考意义.