大氣波導(dǎo)是影響艦載通信距離的重要因素。針對大氣波導(dǎo)傳播條件及電磁波在大氣波導(dǎo)中的傳播特性,利用拋物方程方法計(jì)算大氣波導(dǎo)環(huán)境中的電波傳播因子,研究了艦載通信系統(tǒng)最大覆蓋距離的估算方法,仿真分析了超短波和S波段通信系統(tǒng)在表面波導(dǎo)中的通信距離。仿真結(jié)果表明,大氣波導(dǎo)環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)艦載通信系統(tǒng)的超視距通信,通信覆蓋距離可達(dá)上百公里。 

【文章來源】：艦船電子對抗. 2020,43(04)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

計(jì)算流程圖

抬升波導(dǎo)產(chǎn)生高度較高,對艦載通信距離幾乎沒有影響,而對于通信系統(tǒng)來說,蒸發(fā)波導(dǎo)和表面波導(dǎo)的影響類似,只是各種波導(dǎo)的強(qiáng)度和出現(xiàn)概率有差別,因此本節(jié)以表面波導(dǎo)為例,分析其對通信系統(tǒng)的影響。表面波導(dǎo)平均厚度在100 m左右,本文假設(shè)其厚度90 m,波導(dǎo)強(qiáng)度取15 M,底層修正折射率指數(shù)M (0)=330,剖面圖如圖2所示。根據(jù)公式(5)和(7),該波導(dǎo)的極限頻率為115 MHz,穿透角為0.3°。首先以超短波通信系統(tǒng)為例,假設(shè)艦載超短波通信電臺的工作頻率為350 MHz,發(fā)射功率為37 dBm,接收靈敏度為-100 dBm,收發(fā)天線的增益均為2 dB,其他附加損耗為3 dB。發(fā)射天線的架設(shè)高度為10 m,垂直極化方式。根據(jù)公式(13),系統(tǒng)正常工作允許的最大空間傳播損耗為138 dB。

圖3為大氣波導(dǎo)環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境中的電波傳播損耗的對比圖,其中接收天線的高度為10 m。從圖中可以看出,在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境中,超短波通信系統(tǒng)通信距離約為25 km,與視距通信距離相當(dāng),電磁波在傳播距離大于25 km后進(jìn)入陰影區(qū),從而衰減迅速增大,而由于大氣波導(dǎo)的影響,電磁波形成超視距傳播,超短波通信系統(tǒng)的通信距離約為100 km,大氣波導(dǎo)大大增加了通信覆蓋距離。為了更清楚直觀地展現(xiàn)大氣波導(dǎo)的影響,圖4顯示了2種環(huán)境中電波傳播因子的空間分布,標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境中傳播距離大于25 km后衰減迅速增大,如圖4(a)中右側(cè)深色區(qū)域?yàn)橐暰嘁酝獾年幱皡^(qū)。而大氣波導(dǎo)將角度小于穿透角的電磁波陷獲在波導(dǎo)層內(nèi),形成波導(dǎo)傳播,但由于穿透角很小,只有極少部分電磁波被陷獲在波導(dǎo)層內(nèi),而大部分能量均穿過波導(dǎo)層進(jìn)行傳播,如圖4(b)所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3326574