海洋上大气波导中电磁波传播损耗的误差分析和敏感性试验

为了分析电磁波在海洋波导环境中的传播损耗情况,建立了海洋波导环境中典型的五参数经验模型.讨论了利用地型抛物方程求解时将海平面作为理想导体处理与实际情况的误差,对参数变化导致电磁波传播损耗的变化进行了敏感性分析.结果表明,对于在高频工作的无线电系统,可将海平面作为理想导体近似处理;五参数对电磁波传播损耗变化的敏感性各不相同,存在蒸发波导时,蒸发波导的厚度对电磁波传播损耗变化最为敏感,而存在表面波导时,波导底的高度对电磁波传播损耗变化最为敏感.     

基于抛物方程的蒸发波导传播研究

蒸发波导是近海面一种常见的异常大气折射结构,它能够部分陷获电磁波,从而改变电磁波传播特征,为实现电波超视距传播提供条件.使用分步傅里叶算法对电磁波传播的抛物方程模型进行求解,然后基于不稳定层、稳定层和中性层的修正折射率剖面,通过仿真得到了蒸发波导环境中不同层结条件下的空间场分布.     

对于纳米波导阵列传播性质的理论分析

给出了考虑近邻耦合和次近邻耦合下的二维纳米波导阵列的波耦合方程,并且对三波导模型与四波导模型进行了数值的分析.结论表明,在三波导与四波导模型中,方程的本征值之比为负整数,电磁波在波导中的传播可以通过选择不同的耦合系数进行调节.     

基于逆绕射抛物方程法定位大气波导环境下的发射源

 无源定位是近来的一个研究热门课题,逆绕射抛物方程法(IDPELS)能对发射源进行定位;但是传统IDPELS对复杂环境的处理能力有 限,影响了其定位的精度。由于大气波导对电波传播的影响很大直接降低了定位精度,所以提出了逆绕射抛物方程法对大气波导的 处理方法。对大气波导环境发射源定位进行了研究,给出了仿真结果并分析了大气波导对定位精度的影响;结果表明：考虑大气波 导环境提高了传统IDPELS的定位精度,增大了IDPELS在复杂环境下的应用范围。     

高频电离层传播轨迹研究

基于解析型射线追踪技术,分别考虑电离层镜面反射和分层结构情况,深入研究了高频电磁波电离层传播轨迹特性.重点研究电离层分层结构时,采用准抛物电离层模型,得出解析解的射线追踪方程和地面距离、群时延与工作频率、发射仰角之间的关系.进行仿真分析,得到在工作频率一定、发射仰角变化对电波传播轨迹产生的影响和发射仰角固定、工作频率变化时的影响情况.仿真结果表明,本文给出的研究方法对研究高频电磁波电离层传播具有重要的应用价值.     

抛物方程模型及For3D程序在海域声传播规律中的应用

海洋中由于电磁波的衰减十分快速,导致了声音是唯一能够有效远距离传递信息的载体。因此研究声传播规律对于研究海洋、探索海洋都是十分必要的。近年来在分析声传播的问题中大概有简正波模型、抛物方程模型、射线理论以及快速场模型。本文主要利用了抛物方程模型及For3D程序来分析研究黄海海域三维声传播规律。     

曲线坐标系下非均匀水流中波浪传播的数值模拟

利用自适应网格技术，建立了曲线坐标系下缓变水深水域非均匀水流中波浪传播的数值模拟模型。将椭圆型非均匀水流中波浪传播的联合折射-绕射方程化为依赖时间变化的抛物型方程，并以此作为控制方程，克服了一般抛物近似方法的缺点；从开边界条件、不同反射特性的固壁边界条件相统一的表达式出发，对边界条件进行处理；用ADI法数值求解控制方程。验证结果表明，模型能适应复杂的边界形状，可以较好地模拟复杂边界条件下波浪传播过程中的多种物理现象，克服了以往各种代数坐标变换的局限性，有效地反映了水流对波浪传播的影响。模型的模拟结果可供实际工程参考使用。     

金属涂敷层对圆波导传输特性的影响分析

建立了金属圆波导中电磁模式的特征方程,通过特征方程研究了涂敷层电导率和厚度对电磁波传播特性的影响规律.先从圆波导中电磁波满足的场方程及边界条件出发,推导了在波导壁电导率及厚度有限、内壁具有金属涂敷层时满足传播常数的圆波导特征方程,并得到了各模式传播常数的近似解析式.通过近似解析式和数值法求解特征方程,得出金属涂敷层的厚度及电导率对衰减常数及相位常数的影响规律,解析解与数值解的结果具有很好的一致性.研究结果表明,金属涂覆层厚度在小于2倍趋肤厚度时对电磁波传播特性影响最大,在大于3倍趋肤厚度时趋于稳定值.     

岸基微波超视距雷达探测距离预报方法

提出了一种预报岸基微波超视距雷达最大探测距离的方法.实时采集岸海交界处的气象水文信息,利用P-J模型获取蒸发波导折射率剖面,用抛物方程模型计算电磁波传播损耗,通过修正后的雷达方程得出最大探测距离的预报值.基于上述方法设计并实现了岸基微波超视距雷达探测距离预报系统,对预报系统进行实验并与实际观测结果进行比较,表明:该预报系统的预报结果与雷达实际观测结果的偏差大部分小于40km,具有较高的预报精度.     

空圆形隧道中电磁波的传播特性

给出了空圆形隧道中电磁波传播的衰减率计算公式及波模方程,采用数值分析的方法求解了波模方程,得出的主要结论有：采用传统的金属波导的处理方法在隧道的电导率较高时得到的电磁波衰减率是正确的：频率越高,空圆形隧道中的电磁波的衰减率越小;隧道半径越大,越有利于电磁波的传播;对于IE波模,隧道的介电常数和磁导率的变化对电磁波衰减率变化的影响不大,对于TM波模,隧道的介电常数或磁导率越大,电磁波衰减率越大。     

蒸发波导环境下雷达电磁盲区的分布特征

蒸发波导是近海面大气环境中出现概率最高的一种大气波导,利用蒸发波导可以实现雷达超视距探测.然而,由于蒸发波导的存在,雷达的电磁盲区也会发生不同的变化,从而对岸基、舰船雷达的探测性能产生极大的影响.基于射线追踪技术,构建了电磁波传播路径的微分计算方法,并对蒸发波导环境中的岸基、舰船雷达电磁盲区随雷达天线高度变化特征进行了...     

用惠更斯作图法研究左手材料的负折射现象

针对理解电磁波在左手材料中的传播特性,在详细分析了该介质中电磁波波矢量k的方向、大小和坡印廷矢量s之间关系的基础之上,根据电磁场理论探讨了电磁波在右手、左手材料分界面上的反射和折射(各介质都是各向同性的)现象。并运用惠更斯作图法解释了电磁波由右手材料穿越左手材料时的负折射现象。指出发生负折射现象的根本原因是由于电磁波在左手材料中传播时其波矢量与坡印廷矢量的方向相反。     

人工神经网络及其在电波传播中的应用

本文首先简要介绍了后向传播人工神经网络的基本原理,然后用这种网络模拟了电磁波在粗糙面的散射。结果表明,用神经网络模拟电磁波在复杂环境中的传播是一种简单有效的方法。     

多层介质中路面雷达电磁波传播数值模拟

针对高效、快速、连续、无损的路面雷达应用技术存在的问题，研究了路面雷达电磁波在多层介质中的传播规律，基于电磁波理论的基本原理，从Maxwell方程着手，建立了雷达电磁波在路面结构体系中的传播模型，该模型考虑了介质介电常数虚部的贡献，理论上更加严谨，并更接近于道路工程实际，应用该模型，模拟合成了多层路面结构体系中雷达电磁波的反射信号，将其与实测信号对比，验证了所建立模拟方法的正确性和适用性。     

电磁方法的拟地震解释

为了研究电磁勘探方法拟地震解释的可行性，针对电磁波与弹性波在传播理论上的类似之处，介绍了电磁法拟地震解释的摹本原理，通过对探地雷达和常规电磁法使用的不同频率电磁波在损耗介质中的传播特性的对比分析，指出地质雷达使用的是超高频电磁波，传播规律和弹性波相似，可以直接利用地震勘探的处理解释方法进行解释；常规电磁法勘探因使用的电磁波频率较低，具有明显的色散效应，其传播规律和弹性波有较大差异，采用拟地震解释难以得到理想效果。该成果对电磁法拟地震解释的研究具有一定的指导意义，     

基于平均能流密度的趋肤效应诠释

趋肤效应的实质是一种电磁波的传播行为.一般研究仅从趋肤深度的角度理解趋肤效应.通过分析电磁波经过不同媒质界面时会形成的反射波和透射波,给出了两种媒质中的电磁场表达式及平均能流密度的表达式.根据媒质电导率的不同,推导出相应的平均能流密度的计算公式,从平均能流密度的角度,诠释了趋肤效应的本质.     

多层介质中平面电磁波传播特征

为了解多层介质中平面波传播特征,首先借助多层介质中任意介质层内电磁波的场方程以及电磁场的边界条件,推导出多层介质的反射系数和透射系数.然后选取任意相邻3层介质,模拟出各层中电磁波的行波,由此总结出其中电磁波传播特征.最后选取相邻3层介质,分别模拟出四分之一波长匹配层和半波长介质窗,观察到其主要特征.模拟结果能极大地帮助认识多层介质中平面波传播特征,从而更好地对其加以利用.     

球面电磁波的熵

应用热力学方法讨论了球面电磁波的熵函数，由于电磁波的传播过程是一个非平衡态辐射过程，因此用非平衡态热力学的理论，运用吉布斯关系式，光压的数学表达式等重要关系，最终得出电磁波的辅射过程是一个嫡增加的过程．     

电磁波在周期调制等离子体上的共振反射

本文研究了高频电磁波在均匀无磁化等离子体中传播时,由于传播方向上有限区域内存在常幅密度扰动驻波引起的共振折反射现象.从等离子体流体方程组出发,导出适于描述常幅密度扰动驻波影响下的电磁波传播方程;并对各种情况详细求解该方程得到折反射系数的解析表达式.