對(duì)于信息戰(zhàn)電子戰(zhàn)愈演愈烈的軍事領(lǐng)域,復(fù)雜地形下電波傳播特性的研究是對(duì)戰(zhàn)場電磁環(huán)境、電磁態(tài)勢進(jìn)行評(píng)估的基礎(chǔ),它既是戰(zhàn)場通信的安全可靠預(yù)測的基礎(chǔ),又是電子對(duì)抗以及反對(duì)抗效能評(píng)估的前提。近年來,拋物線方程方法已經(jīng)逐步成為對(duì)流層電波傳播問題研究中最常用的方法,當(dāng)?shù)匦纹鸱^為明顯時(shí),雙向拋物線方法的計(jì)算精度最高。因此本課題主要從雙向拋物線方法出發(fā),研究障礙物環(huán)境下的電波傳播問題并結(jié)合矩量法對(duì)雙向拋物線方法本身存在的問題進(jìn)行反向修正。具體研究內(nèi)容主要分障礙物環(huán)境下雙向拋物線方法的推導(dǎo)計(jì)算、矩量法的驗(yàn)證和實(shí)際應(yīng)用三大模塊,三部分內(nèi)容展開分以下五個(gè)方面:1、首先,本課題主要從復(fù)雜環(huán)境下的電波傳播角度出發(fā),具體分析雙向拋物線方法的基本原理和計(jì)算思路,為之后求解障礙物環(huán)境下的電波傳播問題打好理論基礎(chǔ)。在上述過程中闡述了目前拋物線方法計(jì)算中仍存在的相關(guān)問題。2、為驗(yàn)證雙向拋物線方法和后續(xù)障礙物環(huán)境下新算法的計(jì)算精度,本課題提出用矩量法來驗(yàn)證近距離復(fù)雜環(huán)境下電波傳播問題的計(jì)算精度。推導(dǎo)了導(dǎo)體障礙物下水平極化下電場積分方程、垂直極化下的磁場積分方程,并給出了矩量法計(jì)算公式;推導(dǎo)了介質(zhì)障礙物下的PMCHW電磁場聯(lián)合積分方程,給出了介質(zhì)障礙物下不同極化電磁場數(shù)值計(jì)算矩量法公式。為精確驗(yàn)證和修正雙向拋物線方程方法提供了有效手段。3、針對(duì)雙向拋物線方法無法處理障礙物與地面參數(shù)不同,并且計(jì)算精度受限于起伏地形的傾角的情況,研究了障礙物為理想導(dǎo)體情況下的電波傳播問題。提出一種新的基于雙向拋物線方程的計(jì)算方法。該算法求解過程中記錄了所有波源的歷史路徑,結(jié)合具體路徑對(duì)雙向拋物線方法進(jìn)行相位修正,并在步進(jìn)過程中,對(duì)不同極化下障礙物表面的邊界條件進(jìn)行了重新處理,對(duì)目前常用的階梯模型進(jìn)行了改進(jìn)。最后結(jié)合矩量法,通過實(shí)例分析,驗(yàn)證了修正方法對(duì)原有拋物線方法計(jì)算精度的改善情況,從而證明了新算法的有效性。4、研究了障礙物為均勻介質(zhì)時(shí)的電波傳播問題�？紤]到障礙物內(nèi)部存在透射場,障礙物內(nèi)部的場對(duì)空間場值計(jì)算的影響。提出了區(qū)域分解的雙向拋物線方程計(jì)算方法。該方法結(jié)合雙向拋物線方法對(duì)障礙物環(huán)境中的場值計(jì)算進(jìn)行了分區(qū)處理,依據(jù)障礙物內(nèi)外媒質(zhì)參數(shù)的不同,對(duì)不同區(qū)域場值計(jì)算中的相位進(jìn)行了修正,從而實(shí)現(xiàn)空間中場值的統(tǒng)一計(jì)算。最后通過實(shí)例分析,證明存在障礙物時(shí)新算法的精確性和有效性,為之后求解真實(shí)環(huán)境下的電波傳播問題打下基礎(chǔ)。5、為滿足電子對(duì)抗部隊(duì)裝備運(yùn)用需要,將課題中的研究內(nèi)容結(jié)合具體的短波、超短波通信對(duì)抗裝備,通過MATLAB平臺(tái),將相關(guān)研究內(nèi)容編程設(shè)計(jì)成一套拋物線方法的計(jì)算軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)周期天線在障礙物環(huán)境下的通信對(duì)抗裝備干擾場強(qiáng)的計(jì)算軟件,為提高短波、超短波電子對(duì)抗裝備作戰(zhàn)效能發(fā)揮具有重要價(jià)值。
【學(xué)位單位】：國防科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：E96;TN011
【部分圖文】：

1.1 研究背景和目的隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，無論在國民經(jīng)濟(jì)還是國防上，復(fù)雜地形下電波問題的研究都變得尤為重要。對(duì)于現(xiàn)代民用無線電通信的飛速發(fā)展，電波傳性的預(yù)測可以準(zhǔn)確指導(dǎo)通信基站的架設(shè)，網(wǎng)絡(luò)資源的配置，避免資源的不必費(fèi)；對(duì)于信息戰(zhàn)電子戰(zhàn)愈演愈烈的軍事領(lǐng)域，復(fù)雜地形下電波傳播特性的研光可以合理配置軍事資源，更意味著可以通過對(duì)電波傳播環(huán)境的利用和反利搶占戰(zhàn)場制勝的先機(jī)，為各種信息化裝備發(fā)揮最大效能具有重要作用。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，信息力已經(jīng)成為戰(zhàn)斗力的重要組成部分，戰(zhàn)爭的結(jié)局很度上取決于對(duì)信息的掌控能力，戰(zhàn)場的信息傳輸主要依賴于電磁波，戰(zhàn)場環(huán)電波傳播特性的研究分析也變得尤為重要。在整個(gè)戰(zhàn)場的電磁態(tài)勢分析中陸術(shù)超短波通信是陸軍地面部隊(duì)使用的主要通信手段，被廣泛應(yīng)用于前沿作戰(zhàn)揮控制。在裝備部署給定的環(huán)境下進(jìn)行的電波傳播預(yù)測，既可以保證戰(zhàn)場通安全可靠、暢通無阻，還可以對(duì)戰(zhàn)場信息評(píng)估，電子對(duì)抗以及反對(duì)抗奠定基戰(zhàn)術(shù)通信電磁態(tài)勢分析如圖 1.1 所示。

國防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文題的研究也變得愈發(fā)重要，只有精確估計(jì)短波、超短波電子對(duì)抗裝備在復(fù)雜環(huán)下的遠(yuǎn)程場強(qiáng)，才能夠分析電子對(duì)抗裝備的作戰(zhàn)效能，從而為短波和超短波通對(duì)抗裝備作戰(zhàn)運(yùn)用提供支撐。電波傳播分析涉及應(yīng)用范圍很廣，除了經(jīng)典的地戰(zhàn)術(shù)通信，還包含海上戰(zhàn)術(shù)通信。對(duì)于海上編隊(duì)的戰(zhàn)術(shù)通信，傳播模式如圖 1.示。

圖 1. 3 電波傳播 PE 模型示意圖基于上述分析，對(duì)流層電波傳播在戰(zhàn)場電磁態(tài)勢分析，電子對(duì)抗裝備作能效能分析方面的重要性，本論文主要目的有三點(diǎn)：一是通過拋物線方法來復(fù)雜環(huán)境下的電波傳播問題，為精準(zhǔn)預(yù)測起伏地形下空間中的場強(qiáng)分布奠定二是通過矩量法精確計(jì)算近距離下電波傳播特性，來驗(yàn)證雙向拋物線方法求精確性，從而對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的 PE 方法進(jìn)行改進(jìn)；三是結(jié)合相應(yīng)的軟件平臺(tái)題研究的相關(guān)內(nèi)容編寫成實(shí)際的場強(qiáng)計(jì)算軟件，對(duì)車載電子對(duì)抗裝備在遠(yuǎn)區(qū)射場強(qiáng)進(jìn)行預(yù)測，為我軍的通信對(duì)抗裝備作戰(zhàn)效能分析提供支撐。1.2 拋物線方程方法的發(fā)展及研究現(xiàn)狀從 1946 年開始，M. A. Leontovich 和 V. A. Fock[14]在研究地球表面垂電波的繞射問題時(shí)引入了拋物線方程模型[15]，并考慮大氣折射的影響。從量 Helmholtz 波動(dòng)方程出發(fā)，為分離出原有場分量相位的快變部分，引入向上的衰減函數(shù) jkxu x,z e x, y。在對(duì)拋物線方程進(jìn)行因式分解時(shí)，對(duì) 的近似處理分為窄角近似和寬角近似兩類，通過不同的近似計(jì)算推導(dǎo)出相應(yīng)

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1 黃宏雄;;用文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)法預(yù)測電波傳播研究的發(fā)展[J];情報(bào)學(xué)報(bào);1985年02期

2 ;第十四屆全國電波傳播學(xué)術(shù)討論年會(huì)征文通知[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2016年06期

3 ;第十四屆全國電波傳播學(xué)術(shù)討論年會(huì)征文通知[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2017年01期

4 ;第十四屆全國電波傳播學(xué)術(shù)討論年會(huì)征文通知[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2017年03期

5 徐s

本文編號(hào)：2816205