对流层大气环境对电磁波吸收衰减的影响分析

为了准确估计对流层大气环境对电磁波能量吸收衰减的影响,为电磁波发射测量装备进行作用距离估算、测控布设及辐射安全区设定提供理论基础,重点研究了对流层大气吸收气体对电磁波能量传播的衰减影响。依据国际电信联盟Rec.ITU-R P.676-9的建议及GJB/Z 87-97《雷达电波折射与衰减手册》给出的1～54 GHz电磁波大气衰减率近似估算模型、等效高度计算模型和等效路径折射模型,修订并完善了在对流层范围内跨等效高度的电磁波倾斜路径衰减量计算模型。仿真分析研究了不同大气压力、温度和水蒸气密度对衰减率的影响,以及不同传播仰角、温度和相对湿度对电磁波相同传播距离能量衰减的影响。     

微波毫米波大气衰减和天空噪声温度的计算

微波毫米波大气传输特性是微波毫米波系统设计和应用的理论基础。依据国际电信联盟的ITU_R P.676-9建议,给出了微波毫米波大气衰减的近似估算模型。计算了标准大气条件下不同仰角下的大气衰减曲线,研究了微波毫米波大气衰减的传输特性。计算了不同大气压力、大气温度和水蒸气密度情况下,频率1~300 GHz天顶方向的大气衰减。分析了大气压力、大气温度和水蒸气密度对大气衰减传输特性的影响。给出了天空噪声温度的计算公式,计算分析了不同仰角的天空噪声温度。对地空链路计算以及微波毫米波技术应用具有参考价值。     

基于射线分层算法的电磁波大气吸收衰减特性分析

针对电磁波在大气中传播的衰减问题,给出了基于大气温度、密度、压强及吸收谱线 强度等经验公式的大气吸收衰减系数模型,提出了基于射线分层算法的传播吸收衰减模型, 弥补了传统算法在处理非均匀大气及等效积分路径的不足,提高了算法在非均匀大气条件下 的计算精度,扩大了算法的适用范围。通过数值计算分析了电波频率、传播仰角、观测距离 等因素与大气吸收衰减之间的关系,并给出典型情况下的图表计算结果,可为后续工作提供 理论依据和数据支撑。     

海上激光低仰角大气传输研究

针对激光武器中的一些关键问题,研究了海上激光低仰角大气传输的特性。通过对海上激光大气传输特性的分析,计算了1．06μm激光的低仰角大气传输的大气透过率,并对强激光大气传输作了定性的分析,给出了激光大气传输的补偿技术。最后得出了关于1．06μm激光海上低仰角大气传输的数据和结论。这对激光武器的研究具有一定的参考价值。     

大气折射对雷达低仰角跟踪误差的影响分析

该文基于雷达测角原理和确定性电波传播模型,采用等效地球半径法考虑大气折射效应,建立仰角误差预测方法;计算不同大气折射环境下的仰角误差。研究结果证明:大气折射与多路径的综合效应中,折射环境的变化会对仰角误差造成很大影响,表明大气折射是低仰角跟踪时需要考虑的重要因素。     

我国典型气候区大气衰减实用模型研究

无线电波在大气中传播时会受到不同程度的衰减。本文提出了５ＧＨｚ～１００ＧＨｚ频率范围内我国典型地区的大气衰减实用模型，并且也分析了模型的精度和实用范围。     

近地空间通信中的降雨衰减影响分析

近地空间通信中链路损耗随着传输仰角的降低而增加。在低仰角传输中,大气传输损耗由于信道复杂度的增加而衰减严重。文中基于ITU-R的降雨衰减模型,结合低仰角远距离传输,分析了近地空间通信链路中冰/雨层与纬度位置的关系,并在不同频段,不同轨道高度对降雨衰减及雨衰导致天线尺寸的变化进行数值计算和仿真。仿真结果表明：在低仰角的传输环境中,降雨对近地空间通信链路的影响较大,不可忽视。其中S频段比X和Ku波段衰减小近20dB。最后总结了传输电波的工作频率、覆盖半径以及平台高度给降雨衰减带来的影响,以此来正确估计大气传输损耗对通信链路性能的影响,为近地空间在低仰角下远距离传输的链路预算提供了一个理论参考值。     

不同天顶角的星地信道光链路误码率分析

把复杂的大气衰减和湍流效应分别等效为链路的功率损耗和接收机噪声,建立了星地级联信道光链路模型,分析了不同天顶角下大气衰减和湍流对链路误码率的影响.数值仿真结果表明:大气衰减和湍流均造成链路误码率的增大,小天顸角情况下,链路误码率对大气湍流更为敏感;而大天顶角情况下,大气衰减是造成链路误码率急剧增大的主要原因.     

太赫兹波大气衰减的抛物方程模型

抛物方程是一种模拟电波传播特性的高效模型,但目前抛物方程模型在模拟电波传播时,主要考虑大气的折射效应而忽略了其吸收作用,然而太赫兹波的大气衰减较为严重。通过引入大气分子吸收的复折射率,实现了应用抛物方程模型计算太赫兹波的大气衰减。该模型考虑了大气压强、温度和水汽密度等气象参数随高度变化对大气衰减的影响,且能够针对不同地区和季节的气象条件对大气衰减进行计算,与真实环境更加符合。最后利用该模型仿真分析了0.14 THz波的传播特性,给出了传播损耗随距离和高度的变化,并与忽略大气衰减的结果进行了对比,结果表明抛物方程模型能同时体现太赫兹的大气吸收效应和多径传播效应。     

平流层大气温度探测通道选择数值试验

通过等效通道选择原理分析，认为通过构建等效通道，可使其权重函数峰值高度高于目前美国ＤＯＡＡ气象卫星ＨＩＲＳ／２第一通道的峰值高度，通过大量的模拟计算试验，证实了这一原理实现的可能性，进一步利用１５μｍＣＯ２吸收带的７个温度探测通道的所选择的等效通道一起反２大气温度垂直分布，结果表明增加一个等效通道对温度廓线反演有一定改善，特别是对平流层（５０－２ｈＰａ）温度反演，平均每层精度提高的０．２７Ｋ。     

Ka频段卫星通信地空链路的大气衰减

在卫星通信系统的设计中,设计人员往往更关心降雨对电波传播造成的降雨衰减,而易忽略在一般情况下晴空大气对卫星通信地空链路微波传播的影响。但是当系统的链路余度较小、天线仰角较低的情况下,应考虑晴空大气造成的衰减。论述了 Ka 频段卫星通信链路大气衰减的计算方法,给出了计算结果,可供从事类似工作的相关人员参考。     

激光穿越大气层时的折射误差研究

利用地基激光器攻击大气层外目标时,需修正大气折射对激光传输的影响。大气折射指数随高度变化,会发生折射效应。由Snell定律出发,研究了激光穿越大气层时的折射误差。通过实例,计算了折射误差与激光束初始仰角的关系,计算结果表明,低仰角时折射误差大,高仰角时折射误差小。最后提出了攻击卫星时误差修正需考虑的问题。     

海上激光低仰角大气传输研究

针对激光武器中的一些关键问题,研究了海上激光低仰角大气传输的特性。通过对海 上激光大气传输特性的分析,计算了1. 06μm 激光的低仰角大气传输的大气透过率,并对强激光大气传输作了定性的分析,给出了激光大气传输的补偿技术。最后得出了关于1. 06μm 激光海上低仰角大气传输的数据和结论。这对激光武器的研究具有一定的参考价值。     

机载光学大气数据系统数据反演精度分析

通过分析误差传递规律，仿真分析了多波束激光反演三轴真空速、攻角及侧滑角的精度变化规律，并对反演精度变化规律进行了实验验证，实验与仿真结果吻合得较好。结果表明:三轴真空速反演精度随测量激光数目的增加而提高；x、y轴与z轴真空速精度随仰角变化具有不同的趋势，为保证三轴真空速反演精度小于2倍的测量精度，仰角取值范围应在20°~70°；角度反演精度与真空速、侧滑角的取值相关，与攻角取值无关，并随着真空速增大而提高；给定反演精度下，侧滑角的取值范围随着空速的增大而增大。文中的分析结论有助于光学大气数据测量系统的优化设计。     

一种计算红外辐射大气透过率的数学模型

从分析红外辐射在大气中传播的影响因素出发,分别给出大气吸收、大气散射和气象衰减的衰减系数,并计算出倾斜路程的海平面水平等效路程,最后给出一种计算红外大气透过率的数学模型.     

大气对地基激光通信系统的信号衰减分析

激光通信具有频带宽、速度快、稳定可靠、不受外界电磁干扰以及保密性强等优点.地基激光通信系统受大气信道的影响严重,有必要对大气信道的特性进行研究和总结.本文从大气的组成及特性入手,分析了对流层大气对地基无线激光通信系统的衰减特性,定量给出了大气衰减的理论公式,针对理论公式参数不易获得的问题给出了以能见度为参数的大气衰减的...     

1.06μm激光的大气传输特性

利用国内外观有资料对１．０６μｍ激光的大气传输特性进行了分析归纳,得到了一些有价值的结论,并提出了一些推论。文中推出：１．０６μｍ激光在大气中传输时其分子吸收效果可视为０,分子散射效果可忽略,气溶胶的吸收效果较小,故只需考虑气溶胶的散射效果;１．０６μｍ激光在相同传输距离情况下在地面水平传输时衰减最大,而随着距地面高度的增加,衰减明显减少,至４０ｋｍ处衰减几乎为０。     

常用激光大气传输特性分析

评述了常用激光在大气传输中的大气衰减。利用模式大气计算了常用近红外至中红外六种激光的衰减系数，指出拉曼频移ＹＡＧ激光（λ＝１．５４μｍ）的衰减系数最小，三咱化学激光虽然都受水气吸收的影响，但单线输氧碘激光的衰减最小，氟化氘激光共次。控制氟化氢泛频激光的输出谱线，有可能达到与氧碘钉当的透过率、二氧化碳激光最适宜用于一些特殊天气。     

基于机载IRST系统的高超音速飞行器红外探测研究

针对高超音速飞行器不同于低速飞行器的红外辐射特性,提出了机载IRST系统红外探测高超音速飞行器的建模方法。重点利用高温边界层传热理论建立了高超音速飞行器蒙皮辐射特性模型,分析了排气系统和环境背景辐射特性,根据不同高度下大气层结构分布对红外辐射传输的影响,建立了大气斜程透过率模型,提高了透过率计算的准确性;考虑环境背景辐射的影响,给出了IRST系统对高超音速飞行器的作用距离模型。最后通过仿真实验分析了不同季节、高度和目标仰角下大气透过率特点,分析了不同仰角、速度和波段等因素下探测器对高超音速目标红外作用距离的影响,结论论证了所建模型的实效性。     

经过大气传输的红外热像仿真

大气传输特性对成像红外和目标识别研究具有重要意义。在“漫射灰体”的假设条件下，忽略传输路径上的气温变化，给出了大气传输计算的数值方程，并分析了使用等效黑体辐射光谱分布代替目标有效辐射光谱分布进行大气传输计算的可行性及其带来的误差。结果表明，在8～12 μm波段，使用等效黑体辐射光谱分布进行大气传输计算已经具有足够的精度，并且可以大大节约计算时间；但是在3～5 μm波段，反射太阳辐射对目标表面辐射光谱分布的影响不可忽视，使用等效黑体辐射光谱分布进行大气传输计算将带来较大的偏差。