大氣波導(dǎo)中的拋物型方程法研究.pdf

1、對(duì)流層大氣層結(jié)中經(jīng)常出現(xiàn)的波導(dǎo)現(xiàn)象，對(duì)在其中傳播的電磁波有重要影響。它一方面可以使電磁波在較小的衰減下沿波導(dǎo)傳播得很遠(yuǎn)，一方面又會(huì)在近距離內(nèi)形成傳播盲區(qū)，從而嚴(yán)重影響合適的無(wú)線電系統(tǒng)。對(duì)于通信電路，它會(huì)使系統(tǒng)間的相互干擾問(wèn)題復(fù)雜化；對(duì)于探測(cè)系統(tǒng)，它會(huì)產(chǎn)生雷達(dá)盲區(qū)、超視距探測(cè)等現(xiàn)象。在無(wú)線電技術(shù)廣泛應(yīng)用的今天，無(wú)論是在通信、探測(cè)或者軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)反常大氣電磁環(huán)境下傳播特性情況進(jìn)行研究分析都具有重大意義。 我國(guó)在此方向上也開(kāi)展了

2、初步的探索，十分關(guān)注波導(dǎo)現(xiàn)象產(chǎn)生的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)和對(duì)流層空間中波場(chǎng)的分布問(wèn)題研究。但在波場(chǎng)分布問(wèn)題的研究上，我國(guó)由于基礎(chǔ)薄弱，主要仍需借助國(guó)外的理論經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)這方面研究不足。 針對(duì)以上兩個(gè)熱點(diǎn)方面，本文一是試圖將MM5中尺度預(yù)報(bào)模式引入到波導(dǎo)預(yù)報(bào)理論中，并對(duì)結(jié)果做了分析。MM5原是針對(duì)天氣預(yù)報(bào)而設(shè)計(jì)的大氣環(huán)境預(yù)報(bào)系統(tǒng)，能夠有效進(jìn)行中尺度范圍大氣情況預(yù)測(cè)。但經(jīng)過(guò)筆者計(jì)算統(tǒng)計(jì)，如果將MM5系統(tǒng)用之預(yù)報(bào)波導(dǎo)仍有不足，對(duì)波導(dǎo)的出現(xiàn)不

3、夠敏感。這說(shuō)明MM5系統(tǒng)用于波導(dǎo)預(yù)測(cè)研究所需精度依然不夠，這可能是該系統(tǒng)內(nèi)部計(jì)算機(jī)制或者近似程度的問(wèn)題。二是對(duì)計(jì)算空間中的場(chǎng)分布介紹了幾種計(jì)算模型，重點(diǎn)對(duì)拋物型方程在大氣折射指數(shù)分布不均勻條件下的計(jì)算方法做了詳細(xì)推導(dǎo)，并在平地球系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了理論建模。在理論建模過(guò)程中，詳細(xì)討論了吸收邊界層和初始場(chǎng)的問(wèn)題，明確顯示了吸收邊界層不同時(shí)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。然后通過(guò)非平地球模型和平地球模型中真空條件下平面波的仿真驗(yàn)證了理論模型的有效性。建模之后，對(duì)