高频多跳无线电波的反射衰减的分析

在高频率(HF,定义为3-30兆赫),无线电波可以通过多次反射,脱离电离层和地球进行长途旅行(从地球表面的一个点到地球表面的另一个遥远的地方)。低于最高可用频率(MUF)的来自于地面源的高频无线电波从电离层反射回地球之后可能再次反射回电离层,此后可能再次的反射回地球,如此反复,每一次连续跳跃都会使旅行达到更远。在其他因素中,反射表面的特性决定了反射波的强度,以及信号在保持有用信号完整性的情况下最终会传播多远。而且,随着季节,朝夕之间和太阳条件的变化,最高可用频率也有所不同。高于最高可用频率的波频不会经过反射和折射,而是穿过电离层进入太空。在这个问题上,重点集中到海平面之上的反射。经验发现,汹涌的海面上的反射比平静的海面上的反射被减弱的程度更多。海洋湍流将影响海水的电磁梯度,改变海洋的局部介电常数和磁导率,改变反射面的高度和角度。波涛汹涌的海面,浪高、形状和频率变化很快,波的传播方向也可能发生改变。由此可知,多跳高频无线电的可用通信传播范围受近表面反射器的影响很大。电磁波在地表的反射引起能量衰减。     

岸船通信的抗干扰和保持通信时间预测研究

岸船通信面临着介质对高频电磁波( HF: High Frequency Electromagnetic Wave) 的吸收损耗、海面湍流对电磁波的散射、海面物体对电磁波的反射产生的多径信号干扰的问题。针对岸船通信通信传输信道的特点,建立其信道传输模型,求解出信道的单位冲激响应,提出了在岸船通信中接收机基于双调角器抗多径干扰的方法。该方法能有效地利用多径信号的能量,不需提高发射机功率即能提高通信质量,抗多径效果好且容易实现。建立高频电磁波电离层反射模型,使用解三角形算法研究了岸船通信能保持通信的时间,便于完善通信协议,提高通信质量。仿真结果表明,该方法白天最长能保持4． 5 h 通信,夜晚最长能保持7． 5 h 通信。     

短波信道相干带宽的计算

介绍了一种双层平谷电离层电子密度模式。从该电子密度模式和电离层波传播特性出发确定多径分量,计算短波信道相干带宽。计算并分析了不同工作频率以及不同通信距离下的相干带宽。与采用单层电子密度的模型相比,由于双层平谷模型可以更准确地分析由电离层反射的多径分量以及它们的路径损耗,因此其计算的相干带宽比单层模型更接近实际测量值。     

浅析短波广播电离层传输及预测软件

起源于二战时期的短波广播至今已经经过了70多年,短波广播主要以天波传播为主。短波广播信号通过天线向空中发射,电磁波到达电离层后会被反射回地面,因为电离层距离地面60千米以上,被反射后的电磁信号就会被几百公里外的人收到,有时信号甚至能传输至上千公里之外,基于短波信号的这种特性,其主要被用于国际广播。本文将对短波广播的原理以及短波广播的电离层传输和软件的分析进行介绍。     

ITU-R建议中几项电波传播技术模式

文章介绍ITU-R建议中五项电波传播技术模式的研究情况。它包括对流层散射传输损耗统计预测方法、海事卫星移动通信海面反射衰落预测方法、电离层闪烁衰落换算方法、大气衰减简易预测方法和陆地移动通信场强预测方法。     

外场RCS测量多路径干扰抑制技术研究

针对室外近地雷达横截面(RCS)测试场测量结果易受多路径干扰影响的问题,利用射线跟踪技术,综合考虑了信号直射、地面反射和刀边衍射3种因素,建立了单刀刃型障碍信号传输损耗预测模型,推导出了单刀刃型雷达栅信号传输衰落的数学表达式.结合某单位外场数据,对近地信号传输损耗预测模型进行了仿真分析,提出了一种新的单刀刃型雷达栅高度选取原则,根据优化结果进行了工程实现.实测结果证明了文中所述模型的实用性和有效性.     

基于双重路径损耗的超密集网络性能分析

在移动蜂窝网络信号衰落场景分析中,现有的标准路径损耗模型中信号随距离以单一的路径损耗指数衰减,这种情况过于理想化,会导致平均接收功率和干扰功率都与真实值之间存在数量级差异.在实际环境中,由于地面反射、遮挡物以及信号散射等物理特性,传播路径更为复杂,即使简单的双射线模型也会产生明显不同的路径损耗行为.随着5 G的逐步商用,未来移动通信系统呈现出密集多层的异构网络架构特征,为了缓解日益紧张的无线频谱资源,毫米波受到关注.与传统的单路径损耗模型所不同的是,国外有关毫米波的外场传输实验表明,在视距和非视距范围内存在不同的路径损耗因子.而双重路径损耗模型采用分段幂律,不同距离范围受到不同路径损耗指数的影响,比标准路径损耗模型更贴近实际情况.研究中采用双重路径损耗模型,使用泊松点过程分析了瑞利信道衰落条件下的基站激活效应.仿真结果显示,关闭非激活基站可作为一种有效的干扰缓解方案,有效提高对覆盖概率、吞吐量等性能的影响,并且系统的干扰主要由活跃用户的密度限制.在关闭了非激活基站之后,用户密度与网络性能密切相关.     

城市微区电波传播特性研究

阐述了一种三维电波传播模型来预测城市环境下的传播损耗．该模型建立在几何光学理论和几何绕射理论的基础上,模型考虑了地面和墙壁的反射,建筑物墙角和屋顶的绕射,计算出非视距区域的路径传播损耗     

大气湍流下自由光通信信道模型的数值仿真

由于大气湍流作用,使得自由空间光通信(free-space optical communication,FSO)系统同时受到平均光信号功率损失和随机功率衰落的影响,极大地影响了系统的通信质量。文中基于随机相位屏模型,数值仿真了光束在大气湍流中传输,分析和比较不同条件下大气湍流效应对激光传输质量的影响。在此基础上,给出了一种基于大气湍流效应的自由空间光通信信道模型,通过大量数值计算方法,得到FSO湍流信道传输函数的概率密度函数曲线,计算出在大气湍流影响下系统的误码率性能。     

海洋湍流模式应用研究

海洋湍流模型研究自二十世纪70年代中发展至今,在海洋动力学研究中,特别是关于混合／层化研究中广泛应用,近年来由于认识到湍流对海洋生物过程的重要影响,对海洋湍流的客观描述更加关注。文中详细介绍了几个主要海洋动力学模型中的湍流封闭模式,如HAMSOM中的Prandlt混合长模型、Johns模型中的k-方程模型、POM中的k-kl模型、水动力学中常用的k-ε模型等等,介绍了海洋湍流模型的应用。对于湍流模型的使用提出针对具体问题选择的原则,复杂的并非最优的。     

远距离停车场系统无线信道传播损耗分析

无线信道传播效率是影响远距离停车场系统(Short Range Parking System,SRPS)性能的主要因素之一.以小轿车为例,定义了远距离停车场系统信道传播损耗系数,建立了基于两径模型的传播损耗模型.仿真及实测结果表明:天线极化方式和频率影响路径损耗大小,标签贴在小轿车前挡风玻璃沿微波天窗处,路径损耗最小;标签识别范围小于10 m时,地面电磁波反射引起垂直极化波损耗突变,为保证标签成功识别,阅读器天线距离地面高度应大于1.18 m.     

矿井UWB路径损耗模型的构建及仿真

采用射线反射模型预测电波传播损耗,建立了矿井超宽带路径损耗模型,并进行了仿真验证。首先对适合窄带信道的射线反射模型进行了分析和仿真,然后结合超宽带信道的频率依赖特点,对射线反射模型进行了修正,建立了矿井UWB路径损耗预测的镜像法反射模型,并对实际UWB测量矿井环境进行了传播损耗预测,将预测结果进行了最小二乘法参量拟合,得到了与测量结果相符的路径损耗指数,验证了预测结果的正确性。     

海面反射特性研究

建立目标的红外热成像理论模型是国内外有关研究机构的热点之一。在军事目标红外理论建模研究红外热像的成像过程中,海天背景与舰船的红外辐射场的相互作用尤为重要。其中需解决的关键问题和技术难点便是在成像过程中舰船辐射场在海面上的反射成分的计算。作者较为详细地讨论了海面的反射特性,计算了平静海成和Ｃｏｘ－Ｍｕｎｋ海面对特定红外波段（３－５ｕｍ）入射光的反射,并对两种模型进行了比较,分析了Ｃｏｘ－Ｍｕｎｋ海面     

涡旋偶极子高斯光束在海洋湍流中的传输特性

在考虑湍流特性之后,本文对线偏振涡旋偶极子高斯光束在海洋中的传输进行了研究.研究获得的结果显示,随着海洋均方温度耗散率c_T的增大,从而引起光束在海洋湍流中传输后的相干长度p_0的减小,使得涡旋偶极子在传输过程中旋转角度未达到90度既已出现湮灭,光强分布最终演变为高斯分布.由于海洋湍流的影响,入射完全相干涡旋偶极子光束在传输过程中演变为部分相干光束,相干度在传输截面上的分布在传输过程中也出现旋转,且顺时针旋转的速度与双涡旋结构旋转的速度一致,并最终演变为纵向三瓣结构.     

无线激光通信系统传输误码率的研究

大气湍流是影响无线激光通信的主要因素,建立了大气湍流环境下无线激光通信系统传输误码率的数学模型,并用Matlab对不同湍流条件以及不同波长传输时的误码率进行了仿真,结果表明,湍流越强、传输距离越远的情况下,系统的误码率相应越高。     

大气湍流对激光束传输特性的影响

激光束湍流大气传输的研究对遥感、跟踪和远距离光通信,以及高功率激光武器等应用都有十分重要的意义.大气湍流会改变光束的传输特性和降低光束质量.介绍了近年来国内外激光束湍流大气传输特性研究进展,主要包括大气湍流对不同类型激光束的光强分布、光束质量、光束扩展、方向性、光谱特性、偏振特性、相干特性和等效曲率半径影响的研究进展,并介绍了主要的解析研究方法,如Rytov相位结构函数二次近似、强起伏模型和积分变换的技巧等.研究表明:大气湍流对激光束传输特性的影响与激光束本身特性,如空间相干性、时间相干性、模式、光阑限制情况以及列阵光束的叠加方式等因素有关.另外,还提出了该领域值得进一步深入研究的一些问题.     

密集城市群中基于智能反射面的传输方案

由于低频段资源紧缺,未来移动通信网络将逐渐转移至更高频段,电磁波的自由空间传播损耗、绕射损耗以及穿透损耗较大,容易产生覆盖盲区以及弱覆盖区域。智能反射面（RIS）通过重新配置信号的传播环境以提高网络性能并扩大网络覆盖范围,成为解决密集城市群覆盖问题的新热点。基于有RIS参与的下一代移动通信网络密集城市群布网时的多跳通信模式,对多跳RIS传输方案与提出的一种解码转发（DF）中继辅助多跳RIS传输方案（DF-RIS）进行全面比对。首先,对两种传输方案的传输损耗、能效以及系统容量进行了理论推导及分析。其次,在密集城市群三维环境模型中进行仿真,为改善复杂环境搜索效率降低以及计算量增大的问题提出了一种改进Lazy Theta*算法,并对改进算法与常见路径搜索算法的搜索时间以及搜索路径长度进行仿真对比。使用改进算法选取相同仿真环境下两种传输方案分别所需节点,节点选取中考虑了DF中继位于多跳DF-RIS传输方案中的不同位置。最后在确定节点后对两种传输方案的传输损耗、能效以及系统容量进行仿真分析比较。仿真结果不但验证了改进Lazy Theta*算法的有效性,也说明了RIS反射元件数与两种传输方案性能之...     

电离层延迟色散对星载SAR宽带信号的影响和补偿研究

在研究电离层对电磁波信号传输影响的基础上,重点分析了电离层延迟对星载SAR(合成孔径雷达)宽带信号的色散影响.电磁波经过电离层传输后,对不同频率的信号造成的时间延迟不同,所以宽带SAR信号经过电离层后会引起波形的畸变.详细推导了经过电离层传输后的雷达回波表达式,并且在该回波表达式的基础之上,提出了基于该色散信号的改进匹配滤波器.改进后的匹配滤波器可以成功地将受电离层色散效应影响的信号补偿为正常SAR回波信号.仿真证明了该补偿方法的正确性,从仿真结果中可以看出信号的色散效应在补偿之后得到了明显的消除.     

频率与极化方式对室内太赫兹信道参数的影响

介绍了太赫兹波段室内环境下的多路径传播信道模型,分析了视距传输时的自由空间损耗和大气分子吸收损耗以及非视距传输时的镜面反射损耗.针对常见的教室场景,使用射线追踪法对室内信道进行分析,发射器(Tx)位于房间的正中央,对于选定位置的接收器(Rx),绘制了不同频率、不同极化方式下的功率时延图和功率角分布图,并根据功率时延图计...     

面向分布式共享的海洋监测时空数据表达与传输模式研究

针对海洋时空监测数据分布式共享中的网络传输性能瓶颈问题，提出了一种基于共享式编码与实时压缩的时空数据表达与传输模式，建立了面向服务的海洋时空数据分布式共享框架，采用GML、KML、GeoJSON实现了海洋监测数据的编码式表达，采用压缩算法实现了数据实时高效传输。基于阿里云计算平台，设计和部署了面向海洋应用的分布式GIS系统作为实验平台，实验结果表明，采用GeoJSON和Deflate 6/GZIP建立海洋监测时空数据表达与传输模式，在分布式共享与集成系统中表现出较好的适用性和较突出的性能优势。