對(duì)流層傳播中幾何光學(xué)方法典型應(yīng)用研究.pdf

1、近地面大氣波導(dǎo)環(huán)境的存在，直接影響著電波射線傳播的路徑，形成不同于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的電波能量覆蓋。波導(dǎo)傳播機(jī)制的存在，在通信領(lǐng)域，使得電波偏離原來(lái)的路徑傳播，引起多條反射射線。這些射線與直達(dá)波在接收點(diǎn)形成多射線干涉，使通信電路系統(tǒng)間的相互干擾問(wèn)題變得復(fù)雜，同時(shí)由于層結(jié)的不穩(wěn)定性，這種干涉會(huì)引起嚴(yán)重的衰落，它是造成通訊中斷的主要因素。在軍事上，大氣波導(dǎo)環(huán)境的出現(xiàn)會(huì)使處于其中的雷達(dá)系統(tǒng)遭受嚴(yán)重的影響，比如造成傳播盲區(qū)（雷達(dá)空洞）的出現(xiàn)和沿波導(dǎo)方向上

2、的傳播距離延伸，這將導(dǎo)致通信系統(tǒng)或武器系統(tǒng)在這樣的環(huán)境中運(yùn)用出現(xiàn)各方面的特殊問(wèn)題。因此，對(duì)其展開深入的研究討論對(duì)于民用通信領(lǐng)域和國(guó)防領(lǐng)域都有著極為重要的意義。 本文利用幾何光學(xué)（射線光學(xué)）的方法研究對(duì)流層電波傳播。從經(jīng)典電磁理論角度詳細(xì)闡述了幾何光學(xué)理論，得到描述對(duì)流層電波傳播路徑的射線方程，討論比較了現(xiàn)有處理射線方程的各種方法。采用泰勒近似模式對(duì)低角度電波射線在空間的傳播路徑進(jìn)行仿真，并將計(jì)算結(jié)果同GJB/2—87—97數(shù)據(jù)等

3、文獻(xiàn)的計(jì)算結(jié)果相對(duì)比，結(jié)果顯示：在低仰角范圍內(nèi)本文采用泰勒近似的描跡結(jié)果與GJB/2—87—97數(shù)據(jù)在零度二者的計(jì)算結(jié)果有一定偏差，但與國(guó)內(nèi)另一文獻(xiàn)在零度的計(jì)算結(jié)果很接近，在其他發(fā)射角度三者描跡結(jié)果總體都很接近。初始發(fā)射仰角為0°時(shí)，在相同高度上三者的視在距離之間的相對(duì)誤差比對(duì)圖顯示：二階泰勒近似計(jì)算結(jié)果與后一文獻(xiàn)計(jì)算結(jié)果誤差不超過(guò)百分之一，但與GJB/Z—87—97數(shù)據(jù)誤差較大，最大誤差達(dá)到百分之九，隨著高度增加，二者誤差不斷減小，但

4、在20km高處，誤差仍大于百分之一，對(duì)于一定精度評(píng)估電波低角度（包括波導(dǎo)層內(nèi)部）傳播行為，泰勒模式是可以利用的。 針對(duì)復(fù)雜環(huán)境，本文采用中性大氣條件下的蒸發(fā)波導(dǎo)剖面，對(duì)處于蒸發(fā)波導(dǎo)內(nèi)部發(fā)射源的傳播行為進(jìn)行模擬，提供了直觀的電波傳播圖景，解決了了采用該方法進(jìn)行射線描跡時(shí)射線逐步消失的計(jì)算問(wèn)題。通過(guò)同標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下電波射線傳播路徑比較，有效的評(píng)估了復(fù)雜環(huán)境（蒸發(fā)波導(dǎo)）中的電波傳播行為，對(duì)異常環(huán)境下的電波傳播盲區(qū)位置確定以及天線高度對(duì)電波