[發明專利]高空電磁脈沖在海水中傳播特性的計算方法

在審

• 申請號: 201410041175.7
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN104808074A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 吳強;曹雷團;陳曦;付繼偉;周春曉
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

1.一種高空電磁脈沖在海水中傳播特性的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、獲取初始化參數，即在計算前獲得如下參數：

海水下電氣系統在海水內的深度d，即海水下電氣系統距離海面的深度；

電磁脈沖源距離海面高度h；

電磁脈沖源、海水下電氣系統在海面投影間的距離l；

入射電磁波的來波方向θ_i，θ_i=arctan（l/h）；

將入射電磁波電場矢量表示為水平和垂直兩種極化方向的疊加，即

E→i(t)=Ei//(t)e^//+Ei⊥(t)e^⊥---(1)]]>

式中為單位矢量，E_i//、E_i⊥為水平極化波函數和垂直極化波函數；t表示時間；

步驟2、計算海水介電常數；

ϵ≈-jσω---(3)]]>

σ是海水電導率，通過電導率儀測量得到，為已知量；ω表示電磁波的角頻率，j表示虛數單位；

步驟3、計算海平面反射傳遞函數；

首先計算電磁波的出射角為

cosθt=1-(k1k2sinθi)2---(4)]]>

k1=ωμ0ϵ0---(5)]]>

k2=ωμ0ϵ---(6)]]>

ε₀是真空介電常數，為已知量，μ₀是真空磁導率，已知量；

L1//≈2η2η2cosθi+η1L1⊥≈2η2η1cosθi+η2---(7.1)]]>

式中，η₁，η₂分別為空氣和海水的波阻抗，且有

η1=μ0ϵ0η2=μ0ϵ;]]>

步驟4、海水透射損耗傳遞函數的計算

L2(ω)=e-dδ---(8)]]>

式中，e為自然常數，δ是趨膚深度，且有

δ=2ωμ0σ---(9)]]>

步驟5、海水總電磁脈沖傳遞函數計算；

將由步驟3得到的海平面反射傳遞函數（7.1）與步驟4得到的海水透射損耗傳遞函數（8）級聯，即得到海水中電磁脈沖傳遞函數：

L//(ω)=L1//(ω)L2(ω)L⊥(ω)=L1⊥(ω)L2(ω)---(10).]]>

2.如權利要求1所述的一種高空電磁脈沖在海水中傳播特性的計算方法，其特征在于，在得到海水總電磁脈沖傳遞函數之后，計算時域公式表示的電磁波波形；將（1）表示的入射電磁波電場矢量與（10）表示的海水中電磁脈沖傳遞函數級聯，并變換為時域后，得到電氣系統所在處的電磁脈沖波形函數為

E→o(t)=e^//∫ω=-∞+∞ejωtL//(ω)∫t=0+∞Ei//e-jωtdtdω+e^⊥∫ω=-∞+∞ejωtL⊥(ω)∫t=0+∞Ei⊥e-jωtdtdω---(11).]]>