[發(fā)明專利]一種高精度預(yù)測(cè)ASF的窄帶離散分布拋物方程方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710018503.5 | 申請(qǐng)日: | 2017-01-10 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN106874549B | 公開(kāi)(公告)日: | 2020-02-18 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 席曉莉;王丹丹;張金生;蒲玉蓉;李征委 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 西安理工大學(xué) |
| 主分類號(hào): | G06F30/20 | 分類號(hào): | G06F30/20;G06F17/14 |
| 代理公司: | 西安弘理專利事務(wù)所 61214 | 代理人: | 成丹 |
| 地址: | 710048*** | 國(guó)省代碼: | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 高精度 預(yù)測(cè) asf 窄帶 離散 分布 方程 方法 | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種高精度預(yù)測(cè)ASF的窄帶離散分布拋物方程方法,具體為:首先對(duì)羅蘭?C電流時(shí)域信號(hào)進(jìn)行采樣,對(duì)采樣后的信號(hào)作離散傅里葉變換,將其分解為多個(gè)頻率電流分量;然后采用平地面公式計(jì)算每個(gè)頻率電流分量在近區(qū)所輻射的磁場(chǎng),并通過(guò)近遠(yuǎn)區(qū)邊界上的磁場(chǎng)結(jié)果作為非均勻網(wǎng)格剖分的離散分布拋物方程方法的初始場(chǎng)計(jì)算遠(yuǎn)區(qū)磁場(chǎng),從而得到每個(gè)頻率電流分量在地表所產(chǎn)生的磁場(chǎng);最后,采用基于滑動(dòng)窗思想的傅里葉逆變換,從得到的多個(gè)頻率電流分量在地表輻射的頻域磁場(chǎng)恢復(fù)出時(shí)域磁場(chǎng)信號(hào)。本發(fā)明方法克服現(xiàn)有理論難于預(yù)測(cè)實(shí)際長(zhǎng)距離羅蘭?C信號(hào)ASF分布的不足,與現(xiàn)有頻域方法相比,預(yù)測(cè)精度明顯提高,具有實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電波傳播技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高精度預(yù)測(cè)ASF的窄帶離散分布拋物方程方法。
背景技術(shù)
目前獲取羅蘭-C附加二次時(shí)延(Additional Secondary Factor,ASF)的方法可以分為兩類:時(shí)域方法和頻域方法。其中時(shí)域方法都是基于FDTD方法展開(kāi)的,這類方法預(yù)測(cè)精度高,但是內(nèi)存消耗大、計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng),因此其不適用于長(zhǎng)距離電波傳播問(wèn)題。頻域方法主要包括:平地面公式、Fock繞射方法、Wait積分、Millington公式、積分方程(IntegralEquation,IE)方法、拋物方程(Parabolic Equation,PE)方法等。頻域方法僅適用于單頻信號(hào)電波傳播預(yù)測(cè),其對(duì)ASF的求解均是依據(jù)對(duì)100kHz單頻信號(hào)展開(kāi)的,而實(shí)際的羅蘭-C信號(hào)為100kHz載波調(diào)制的高斯脈沖,周圍環(huán)境對(duì)羅蘭-C信號(hào)和單頻信號(hào)的影響不同。因此,有必要對(duì)實(shí)際長(zhǎng)距離羅蘭源的ASF分布進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高精度預(yù)測(cè)ASF的窄帶離散分布拋物方程方法,解決現(xiàn)有時(shí)域方法不適用于長(zhǎng)距離電波傳播,而現(xiàn)有頻域方法預(yù)測(cè)精度低的問(wèn)題。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是,一種高精度預(yù)測(cè)ASF的窄帶離散分布拋物方程方法,具體按照以下步驟實(shí)施:
步驟1:對(duì)實(shí)測(cè)羅蘭-C時(shí)域電流時(shí)域信號(hào)i(t)進(jìn)行采樣,采樣后得到信號(hào)i(n),其中,n=0,1,2,…,Nt,將采樣后的信號(hào)作離散傅里葉變換,分解為多個(gè)頻率電流分量I(m),其中,m=0,1,2,…,Nf;
步驟2:當(dāng)m=0時(shí),利用平地面公式計(jì)算頻率f(m)對(duì)應(yīng)的電流分量I(m)在近區(qū)即區(qū)域I(ρ≤ρ0)產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布
步驟3:以步驟2計(jì)算的近區(qū)最大處即近遠(yuǎn)區(qū)邊界ρ=ρ0處的磁場(chǎng)作為遠(yuǎn)區(qū)即區(qū)域II(ρ≥ρ0)的激勵(lì)源,用非均勻網(wǎng)格剖分的離散分布拋物方程方法用于求解遠(yuǎn)區(qū)的磁場(chǎng)分布
步驟4:通過(guò)步驟2和步驟3可得到頻率為f(m)的電流分量I(m)在地面接收點(diǎn)輻射的磁場(chǎng)強(qiáng)度;更新步驟2和步驟3中的m,對(duì)其賦值為m=m+1,當(dāng)f(m)≤fmax時(shí),重復(fù)步驟2和步驟3即可求得羅蘭-C帶寬中每個(gè)頻率處電流分量I(m)在地面接收點(diǎn)輻射的磁場(chǎng)強(qiáng)度
步驟5:基于滑動(dòng)窗的思想,對(duì)步驟4中計(jì)算的磁場(chǎng)分布,采用離散傅里葉逆變換求解地表任意距離處接收到的時(shí)域羅蘭-C信號(hào)和滑動(dòng)時(shí)間twindow(ρ),并提取ASF(ρ)分布。
本發(fā)明的特點(diǎn)還在于:
步驟1中得到電流分量I(m)具體為:
對(duì)采樣后的信號(hào)i(n)作離散傅里葉變換,公式為:
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