【摘 要】
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模拟地波传播在高频地波超视距雷达的应用中起着重要作用.由于地球曲率、地表电参数分布的不均匀性、低层大气折射指数随高度的变化、随机粗糙海面、地海交界混合路径及岛屿
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模拟地波传播在高频地波超视距雷达的应用中起着重要作用.由于地球曲率、地表电参数分布的不均匀性、低层大气折射指数随高度的变化、随机粗糙海面、地海交界混合路径及岛屿等复杂传播环境,使得采用解析方法难以对地波场强和衰减因子进行准确的计算.该文利用最近发展的基于时域有限差分(FDTD)方法的时域波传播器对复杂环境下地波传播特性进行模拟计算.时域波传播器是将传播区域划分为计算上可实现的FDTD计算子区,计算子区在传播区上滑动,覆盖整个传播区,并且用一个虚拟传播窗对传播脉冲进行跟踪,直到脉冲传播到所期望的距离.该文首先建立了用于地波场强计算的二维FDTD模型,并用时域脉冲作为辐射场源,对时域波传播器的设计与数值色散特性进行了分析.地球曲率和大气折射指数由相对介电常数引入,非平坦地(海)面利用阶梯网格模拟,采用此方法计算了非平坦地面上传播因子随距离和高度的变化.为了计算地波在有耗地面上的传播特性,该文还引入表面阻抗概念,文中对表面阻抗边界条件在时域波传播器中的应用进行了系统的研究.对于窄带问题采用恒定表面阻抗边界条件,避免了卷积运算,简化了程序的设计,这些措施有效地解决了复杂环境模拟问题.数值结果证明,时域波传播器对于计算复杂环境下的地波传播特性是有效的.
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