近年來,低頻（LF）、甚低頻（VLF）電磁波被廣泛應(yīng)用于潛艇通訊、地質(zhì)勘探、石油開采以及地震預(yù)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域,其中,“地-電離層波導(dǎo)”中的傳播問題成為理論研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本文結(jié)合潘威炎和李凱在2014年所著文獻(xiàn)[1]給出的理論研究成果,根據(jù)所給出的各向異性“地-電離層波導(dǎo)”的傳播表達(dá)式,對(duì)LF/VLF電磁波各參量進(jìn)行了計(jì)算,并針對(duì)LF電磁波的時(shí)域特性和VLF波在各向異性“地-電離層波導(dǎo)”中的多模干涉現(xiàn)象等應(yīng)用問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究�，F(xiàn)將本文主要的創(chuàng)新性研究成果總結(jié)如下:首先,依據(jù)垂直電偶極子激勵(lì)下LF電磁波在“地-電離層波導(dǎo)”中的研究方法,利用復(fù)變函數(shù)相關(guān)知識(shí)推導(dǎo)出了磁偶極子和水平電偶極子激勵(lì)下的電磁場(chǎng)解析表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上,本文給出了水平電偶極子激勵(lì)下天波傳播的近似表達(dá)式。其次,對(duì)于垂直和水平電偶極子激勵(lì)下天波傳播的頻域響應(yīng)和時(shí)域響應(yīng)分別進(jìn)行了求解,結(jié)果表明,水平電偶極子激勵(lì)下的天波傳播特性與輻射情況受傳播距離和發(fā)射高度等因素的影響。最后,對(duì)“地-電離層波導(dǎo)”中VLF電磁波傳播特性進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。給出了VLF電磁波的相速度和衰減率的計(jì)算公式,模擬了在白天和夜間條件下,VLF電磁波在“地-電... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１天波傳播模型??

３．３數(shù)值結(jié)果??３．３．１發(fā)射源在地表??為了說明水平電偶極子激發(fā)的場(chǎng)分量的一般公式，圖３．２給出了?／?＝?２０〇ｇ和??／?＝?３〇Ｍ／＆時(shí)夏季白天的電場(chǎng)，電離層參數(shù)為：電離層等效高度為＝?電子密度為??ｉＶ?＝?１０９ｍ＿３，電子碰撞頻率為ｖ＝?１０７，１，地面的相對(duì)介電常數(shù)為￣＝８〇，電導(dǎo)率為，??發(fā)射源和接收點(diǎn)的高度分別為ｈ。??由圖３．２所示可以看出，當(dāng)接收點(diǎn)和輻射源均置于地球表面上時(shí)，地波會(huì)隨著傳播距??離的增大不斷衰減，但是對(duì)于每一跳天波而言，表現(xiàn)出來的傳播規(guī)律與地波的不一樣，它??們會(huì)在一定的傳播距離之后出現(xiàn)一個(gè)最值，圖中所示為一跳天波出現(xiàn)一個(gè)最大值，二跳天??波出現(xiàn)一個(gè)最小值。??最大值：－１４５．９ｄＢ??ｊ，?ｆ＝?２００?ＫＨｚ??＿１５〇?－?？?——＾丨、？（?ｚｓ＝０ｋｍ??ｔ?Ｉ?Ｉ?？＿??Ｖ?、、、??一?１６０?－?＾一跳天波工作區(qū)?、??＿?丨?、、??Ｉ?！?＾?＾??ｐｇ?－１７０?－?，?ｊ???ｉ?■：??＾?－１８０丨二跳天波工作區(qū)丨??－１９０?－???－??Ｖ：?——地波??－２００?－?Ｖ?－?＊＊?－?一跳天波－??｜?＞?？???二Ｍ天波??最小值：－１９８．９ｄＢ??一助入氣＜??＿２ｉ〇?Ｉ?１?１?１?１?１?１?１?１???２００?３００?４００?５００?６００?７００?８００?９００?１０００??Ｐ?（ｋｍ）??圖３．２水平電偶極子產(chǎn)生的電場(chǎng)幅度?＜?隨傳播距離ｐ的變化圖

考慮傳播路徑的改變。??（１）對(duì)于第一跳天波，從輻射源Ｔ先經(jīng)過反射到達(dá)Ｐ再到達(dá)接收點(diǎn)Ｒ，路徑為ＴＺＦ和??如圖３．４（ａ）。這可以等效為源Ｂ位于地面上的的鏡像點(diǎn)Ｂ處，地球的等效半徑為｜ＯＣ｜，如??圖３．４（ｂ）。地球｜等效半徑｜〇ｑ？ｆｌ，等效角距離為０，則傳播路徑可近似為圖３．４（ｂ）中所示??路徑，由三角形和相似可得??ｈ?＿?ｐ－ａ６ｘ??ｈ?＋?ｄ?（＾ａ－ｄ）＾ｐ?／?ａ?＋?０＾?（３．７）??２２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]地下水平電偶極子在均勻球形地面產(chǎn)生的側(cè)面波[J]. 潘威炎,張紅旗,李凱,司徒夢(mèng)天.  電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2002(03)
[7]衛(wèi)星上的VLF發(fā)射裝置在海面上產(chǎn)生的場(chǎng)[J]. 潘威炎.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 1996(01)



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