大气波导在海上通信中的应用

大气波导的存在使电磁波实现超视距传播,在增加海上通信距离的同时使海上电磁波传播变得复杂。为丰富大气波导在海上通信中应用的方法和手段,研究了大气波导形成、分类以及不同类型大气波导修正折射指数轮廓线形式及形成原因,分析了电磁波在大气波导环境中实现超视距传播条件,理论研究及仿真验证了大气波导环境下超视距通信参数选择,包括电磁波临界入射角和最低陷获频率。根据海上实际气象环境特点和战场条件需求,提出大气波导在海上通信中的具体应用,对提高海上远距离通信保障能力、获取战场电磁优势具有重要意义。     

蒸发波导条件下C频段舰载雷达天线架高研究

为充分发挥C频段舰载雷达在海上蒸发波导条件下的目标探测能力,开展了雷达天线架设高度 的研究。根据基于抛物方程（PE）的电磁波传播衰减计算方法,计算并比较了C频段舰载雷 达辐射电磁波在不同蒸发波导高度条件下的传播衰减值,根据结果建议在蒸发波导高度普遍 较高的南海,天线架高定在10 m左右,在蒸发波导高度一般不超过15 m的黄海海区,天线架 高定在20～30 m之间,实际应用中需考虑雷达使用海区的蒸发波导高度分布规律。研究结果 对于C频段舰载雷达的设计和使用具有参考价值。     

电波传播抛物方程模型在航空通信中的应用

针对航空通信中电波传播损耗预测需要满足精确性、实时性及复杂环境适应性的要求,在分析电波传播损耗对航空通信系统作用范围的影响基础上,采用抛物方程模型研究了航空通信中电波在空间区域的传播特性。该模型利用分步傅里叶算法实现快速求解,采用边界平移法处理复杂地形边界,并通过非均匀网格技术提高空间任意一点的场强计算精度,从而改善了复杂环境下电波传播损耗预测的精确性和实时性。将该模型应用于真实地形环境下的航空通信仿真算例中,仿真结果表明：该模型能有效预测复杂环境下电波的传播损耗,评估在正常通信条件下飞行器的飞行范围、最大飞行距离以及最低飞行高度等性能。     

舰艇短波地波通信链路计算与分析

为评估海上舰艇短波地波通信的真实能力,将短波地波传播模型与天线仿真技术相 结合,采用矩量法计算舰载鞭天线的辐射特性,并将计算的天线的方向特性、辐射效率以及 测量的驻波比特性代入短波地波传播计算模型。计算结果表明,对应不同的通信距离,存在 一个最佳工作频段。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

一种海洋蒸发波导通信带限信道建模方法

针对海洋蒸发波导中多径信号场强计算和时延估计问题,提出了一种通信带限信道建模方法。给出了一种分段的射线追踪算法,提出了多径到达信号分离和场强计算的方法,考虑了电波空间扩散、粗糙海面反射和接收球;研究了时延估计规律、系统设计和使用策略。数值试验验证了建立的带限冲激响应建模方法的可行性,为海洋蒸发波导通信的链路预算和性能分析提供了有效的途径,通过控制信号频率、带宽和能量正余量可达到预期系统性能。     

甚低频对潜通信信号场强预测

甚低频(VLF)电波传播过程中因环境因素影响会使信号产生衰减与扰动,导致潜艇收信可靠性下降.文中基于传播媒质环境地-电离层参数的统计预测,运用波导模式理论对甚低频电波的信号场强进行预测,为甚低频对潜通信系统在运行中调整其可变参数或在特定参数条件下避开传播衰减与扰动提供传播环境服务,使通信系统工作性能与信道特性达到良好匹配,从而实现提高对潜通信效能的目的.     

利用散射通信构建岸海信息传输系统

在综合分析散射通信的特点以及岸海、海上通信的特殊性基础上,提出了利用散 射通信手段构建岸海信息传递系统的构想,论述了岸海远程骨干网、超视距地域网、海岛无 线接入网的基本拓扑结构和通信方式,并结合国内外散射通信的技术发展水平与相关使用经 验说明利用散射通信构建岸海信息传输系统是可行的。     

电磁波在等离子体波导中的非线性吸收衰减

本文研究电磁波在等离子体波导中的非线性吸收衰减。通过对同轴等离子体波导管边界条件的分析讨论，并结合了电磁波在等离子体中传播的非线性波矢，得到了电磁波传播过程中的衰减常数与相位常数。本文就衰减常数与等离子体各参数的关系进行了讨论及数值模拟，最后与只考虑线性情况的结果作了比较，结果显示非线性项所起的作用是不容忽视的。     

基于传播损耗的短波自适应快速建链

针对短波电台实际使用中自适应通信建链时间过长的缺点，通过构建短波天波传播模型，实时计算传播损耗，用基于传播损耗的信道优选方法进行快速自适应建链，并在西安、兰州和延安短波台站之间进行建链测试。实测结果表明，基于传播损耗的方法与线路质量分析（ LQA）方法比较，前者能在平均话音质量基本保持不变的情况下，使平均建链时间减少约一半，实时性更好，有利于短波电台的改装和自适应通信方式的推广应用。     

舰载通信信号侦察接收系统

在分析沿海地区复杂电磁环境构成因素的基础上,阐述了舰载通信信号侦察接收系 统的技术体制、侦收方法及特点,探讨了舰载通信信号侦察接收系统为适应复杂电磁环境的 解决措施,并在实际工程应用中证明改进措施能够很好地解决舰载通信信号侦察接收机的实 际使用问题,保证其具有大侦收带宽、高灵敏度、大动态范围、强抗干扰能力。     

电磁场数值模拟TLM算法及其应用

传输线矩阵（TLM）算法是基于Huygens的波传播模型，与计算机结合起来后，成为一种强有力的三维时域电磁场数值仿真算法，在1971年TLM被首次提出以后，便得到不断的改进，从二维到三维，从扩展型结点到凝缩型结点，从时域TLM到频域TLM，而其应用也从最初的处理电磁场问题发展到对微波电路的模拟，高速IC的设计，以及处理光学，机械学，热学和声学问题，本文详细介绍了二维、三维空间的TLM算法，扩展型结点和几种改进的对称凝缩结点，阐述了TLM在各领域的应用，最后还简单介绍了我们完成的工作。     

泛Kriging法在海上短波通信频率预测中的应用

频率预测是保障短波通信的关键技术。针对现有短波频率预测方法中数据处理过程复杂、输入参数条件苛刻、工程实现难度较大等问题,提出了一种基于泛克里格(Universal Kriging)空间重构法的海上短波通信频率预测方法。利用海军频率管理系统中大量的实用通信频率数据,基于球状模型、指数模型、高斯模型三种典型变异函数理论模型,研究了通信频率的空间相关性,建立了反映沿纬度方向通信频率变化剧烈程度的漂移表达式,通过交叉重构法对海上短波通信频率进行预测。实验结果表明,泛克里格法在海上短波通信频率预测中具有良好的适用性和可靠性,对未知海域短波通信频率的预测优选具有重要意义。     

基于折射波静校正的未知参数穿墙成像合成延迟时算法

在穿墙雷达实际应用中,墙体一般由两层不同介质构成,且各层墙体参数未知。若对墙后目标直接成像,会产生目标散焦或位置偏移。针对该问题,提出了基于折射波静校正的合成延迟时方法对墙后目标进行聚焦成像。首先读取每根接收天线回波数据确定电磁波的折射回波时刻,通过基本折射方程得到延迟时超定方程组,解此超定方程组可得电磁波在外层墙体内的传播时延,再运用相邻发射天线和相邻接收天线延迟时之差估计内层墙体中电磁波的传播时延,最后各个通道内传播时延依次相加后运用后向投影算法获得目标精确成像。对成像位置精度、图像熵,以及输入输出目标杂波比等性能的分析和比较证明了该算法的有效性。     

涂料对天线电性能的影响

本实验通过对用不同涂料及不同三防保护方法制做的舰载天线单元电性能的测试,确定出既能承受住恶劣海洋性气候又能确保天线电性能布受其影响的最佳天线涂料及三防保护方法。