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.     

蒸发波导对雷达探测的影响

大气波导使雷达电磁波产生异常传播，研究其对雷达探测范围的影响具有重要意义。文中利用抛物方程模式及分步傅里叶算法对电磁波在蒸发波导条件下的传播进行数值模拟，并结合在福建平潭的试验，验证了模式的正确性，并论述了蒸发波导对雷达探测的影响。     

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.     

蒸发波导环境下雷达探测距离分析

分析了雷达目标的检测性能,研究了雷达在蒸发波导环境下的探测距离,利用现有的计算公式和假设的雷达系统参数对不同大气环境下雷达的探测距离,以及蒸发波导环境下不同频率和不同波导高度的雷达探测距离进行了仿真,并对结果进行了比较和讨论。研究结果对雷达在蒸发波导环境下准确探测目标提供了有利的依据,在海上电子战方面起到了非常重要的作用。     

蒸发波导环境对雷达探测性能的影响

蒸发波导环境中电磁波传输特性与自由空间不同,给雷达的探测性能带来了很大影响.建立了基于蒸发波导环境的传输损耗和射线轨迹模型,分析了其对雷达探测性能、测角精度和测距精度等方面的影响,为雷达探测性能的评估和修正提供了参考.     

岸海交界处微波雷达超视距探测实验研究

基于蒸发波导预报模型和电磁波传播模型,用X波段岸基微波雷达、海面水文气象环境数据采集器和雷达最大探测距离预报系统构建了实验系统.2011年9月至11月在我国黄海海域进行的岸海交界处微波雷达超视距探测实验实际观测结果表明：在较低的天线架设高度上,利用蒸发波导岸基微波雷达也可实现远距离超视距探测,而通过采集岸海交界处的气象水文信息,可以对其进行雷达最大探测距离的预测.     

基于蒸发波导传播的雷达定位误差研究

大气参数满足一定条件(修正折射率梯度小于0)时会形成大气波导,利用大气波导可实现雷达的超视距探测。由于近海面易形成蒸发波导,利用蒸发波导实现雷达的超视距探测已成为目前舰船雷达最实用的方法之一。雷达电波射线在不均匀大气中传播时会产生折射误差,为提高舰船雷达的定位精度,必须研究雷达在蒸发波导中超视距探测时的大气折射误差。根据电波传播理论,利用电波射线描迹技术,建立了舰船雷达在蒸发波导中实现超视距探测时的大气折射误差模型。仿真实验表明,蒸发波导条件下雷达超视距探测目标时的大气折射误差较大,且计算时不能采用常规的折射误差计算方法。     

PJ蒸发波导模型与雷达探测距离

蒸发波导是发生在海洋表面的常见现象,蒸发波导的高度和强度对舰载雷达的探测距离有着重要影响。文中分析了海面蒸发波导形成机理,给出了PJ模型的详细计算公式,并根据PJ模型构建了一套蒸发波导与雷达探测威力应用软件系统,用X波段对海搜索雷达与海上配合目标进行模型验证。结果表明:根据PJ蒸发波导模型计算的波导高度与雷达实际探测距离有着一致的结果。     

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。     

蒸发波导条件下雷达探测距离的估计方法

雷达波在近海面传播时受到各种因素的影响,使得雷达探测出现异常现象,尤其在蒸发波导条件下,会形成波导传播。文中描述了通过气象水文信息得到蒸发波导折射率剖面,再由电波传播模型和修正的雷达方程估计出雷达在蒸发波导条件下的作用距离。并通过试验,初步验证了上述方法。     

蒸发波导对舰载雷达超视距干扰的影响

舰载雷达常利用蒸发波导实现对海上目标的超视距探测,同样蒸发波导也会对有源干扰性能产生影响。针对舰载雷达干扰对抗,基于蒸发波导区域预报数据和雷达干扰方程,对舰船自卫干扰方式的雷达回波功率、干扰功率、干信比等进行了仿真计算和分析,并获得干扰设备在蒸发波导环境中的合理布设区域。结果表明:合理利用蒸发波导条件,可形成对雷达的超视距干扰。评估海上蒸发波导环境下雷达的干扰性能,可为雷达对抗提供辅助决策信息。     

基于气象梯度仪的蒸发波导探测

蒸发波导是海洋大气中一种常见的自然现象,受其影响,电磁波的传播轨迹会显著改变。针对蒸发波导的探测,提出了利用岸基铁塔气象梯度仪进行蒸发波导探测法方法并进行了分析,同时与蒸发波导模型的结果进行了初步比较,表明梯度仪是蒸发波导探测的有效手段,对波导模型的修正和蒸发波导条件下雷达最大探测距离的预测具有一定的指导意义。     

蒸发波导超视距信道建模及容量估计

为衡量海上蒸发波导环境下的超视距通信系统性能,提出了一种超视距信道建模方法及容量估计方案. 基于蒸发波导折射率模型和抛物方程（parabolic equation, PE）模型研究电波沿海面蒸发波导信道传播的大尺度衰落特性,结合统计性模型研究其小尺度衰落特性,形成基于电磁仿真和统计规律的混合蒸发波导信道模型,并由此推导出系统信道容量的估算方案. 对实际海面传播环境进行电磁建模,计算了蒸发波导环境中的路径损耗分布和多天线系统的信道容量,量化了使用多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）技术带来的超视距传播性能提升. 仿真结果表明,在蒸发波导环境中采用MIMO技术能够有效地提升信道容量,实现较好的超视距传播效果. 本文结果对海上超视距通信系统的应用及性能评估具有重要意义.     

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.     

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.     

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。     

微波超视距雷达组网探测范围研究

本文研究了雷达组网时目标雷达散射截面（radar cross section, RCS）在方位角上的分布对微波超视距雷达探测范围的影响. 首先在蒸发波导条件下,利用抛物方程法推导了电磁波的传播因子,得到了电磁波场强随传播距离和高度的变化规律;然后在此基础上,结合目标RCS在高度和方位角上的分布,研究了目标的回波功率,利用改进的雷达方程得到了微波超视距雷达对目标最大探测距离的计算方法,建立了雷达网探测范围评估模型并进行了仿真. 仿真计算结果表明:在目标运动姿态未知情况下,雷达组网使雷达的探测范围增加了11.20%,在特定方向上使探测距离增加了16.67%;在目标运动姿态已知情况下,雷达组网在部分方位角上增大了最大探测距离,为微波超视距雷达的组网使用提供了理论支撑.     

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。     

舰载微波大气波导雷达作用距离计算模型

分析微波雷达实现超视距探测的探测机理,分别利用P-J模型和抛物方程对大气波导高度、电波传播损耗进行求解,结合大气波导传播条件,给出了舰载微波大气波导雷达作用距离的计算模型。