[發明專利]電磁波的空間傳播場的計算方法和裝置

有效

• 申請號: 201610937709.3
• 申請日: 2016-10-24
• 公開（公告）號: CN107977479B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 衛佩佩;杜曉燕;張秀鋼;李正華;劉懷興;于海艷;郭凱凱;喬江
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種電磁波的空間傳播場的計算方法，其特征在于，包括：

基于所述電磁波所對應的天線參數、沿所述電磁波傳播方向上的大氣折射指數空間分布以及預置的沿所述電磁波傳播方向的步長，并利用拋物方程法對所述電磁波的空間傳播場分布進行迭代計算，得到各次迭代產生的包含累積分離誤差的空間傳播場的分布；

利用預置的累積分離誤差因子計算模型，計算所述迭代計算過程中各次迭代所對應的累積分離誤差因子；

依據預置的迭代模型以及所述累積分離誤差因子計算模型，依次推導對所述迭代計算中各次迭代出的包含累積分離誤差的空間傳播場進行誤差修正的修正關系式，其中，所述迭代模型包含相鄰兩次迭代所產生的包含累積分離誤差的空間傳播場以及所述相鄰兩次迭代所對應的不包含累積分離誤差的空間傳播場之間的函數關系式，所述修正關系式為第j次迭代所對應的不包含累積分離誤差的空間傳播場與所述第j次迭代之前各次迭代對應的包含累積分離誤差的空間傳播場以及累積分離誤差因子之間的函數關系式，j為小于等于N_x的自然數，N_x+1為所述空間傳播場水平方向的采樣點數；

分別基于所述各次迭代所對應的累積分離誤差因子以及所述修正關系式，計算出所述迭代計算中各次迭代所對應的不包含累積分離誤差的空間傳播場；

所述利用預置的累積分離誤差因子計算模型，計算所述迭代計算過程中各次迭代所對應的累積分離誤差因子，包括：

利用預置的如下累積分離誤差因子計算公式，計算所述迭代計算過程中各次迭代所對應的累積分離誤差因子，其中，第j次迭代所對應的累積分離誤差因子S_j：

其中，n_j為迭代計算到第j次迭代時，水平位置x＝jΔx處的折射指數沿高度的分布；

S_j為N_z維向量，N_z為預設的空間傳播場垂直方向上的采樣點數；

ο為兩個矩陣之間的哈達瑪(Hadamard)積；α為天線仰角；

u′_j為迭代計算中第j步迭代計算出的包含累積分離誤差的空間傳播場；

向量維數與n_j的維數相同；

Δx表示預置的沿所述電磁波傳播方向的步長；

其中，F1＝exp[(A+B)Δx]；

F2＝exp(AΔx)·exp(BΔx)；

算子A和算子B分別表示為：

其中，

n(x,z)為空間坐標位置(x,z)處的大氣折射指數，其中，x為沿電磁波傳播方向的坐標軸的坐標，x＝jΔx；z為垂直于電磁波傳播方向的坐標軸的坐標，z的取值個數等于N_z，且z＝iΔz，i取從1到N_z的自然數，z_max為預設的Z軸方向上的最大計算高度，電波波長c為光速，f為電波的頻率，a_e為地球半徑；

所述預置的迭代模型，包括：

u_j+1＝F1[u_j]；

u′_j+1＝F2[u′_j]；

其中，u′_j為迭代計算中第j步迭代計算出的包含累積分離誤差的空間傳播場，u_j為第j步迭代對應的不包含累積分離誤差的空間傳播場。

2.根據權利要求1所述的計算方法，其特征在于，所述天線參數，包括：

天線頻率、天線的波束寬度、天線的仰角、天線的高度、方向圖函數以及極化方式。