[發(fā)明專利]一種海洋環(huán)境電波傳導特性獲取方法

有效

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• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113141223B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 王豪
• 申請（專利權）人: 北京軍懋國興科技股份有限公司
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;G06F17/13;G06F17/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 鄭麗紅

1.一種海洋環(huán)境電波傳導特性獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、通過海洋表面數據獲取表面邊界阻抗特性α和高度步長Δz；

所述海洋表面數據包括最大傳播仰角θ_max、邊界表面的電導率δ_s、電磁波長λ和折射指數n；

在水平極化和垂直極化條件時，表面邊界阻抗特性α計算如下：

其中，ε_c為邊界表面相對復介電常數，由ε_c＝ε_s+60δ_sλi計算得到；i是復數中的虛數；k表示自由空間波數；δ_s是邊界表面的電導率；λ表示電磁波長；θ表示傳播仰角；

同時，根據判決條件選取所需的差分方法計算高度步長Δz；

Δz＝λ/(2sin(θ_max))

其中，θ_max為最大傳播仰角；

步驟二、獲取場衰減函數初始場條件；

利用天線輻射方向圖F(θ)和口徑場分布的傅里葉變換計算DMFT算法的場衰減函數初始場條件u(x₀,mΔz)；

當距離步長x＝x₀時，場衰減函數初始場條件u(x₀,mΔz)的計算公式為式(1)；

其中，N表示自然數；Γ_χ表示水平極化或垂直極化Fresnel反射系數；Δp表示傅立葉變換所需的步進頻率，即分辨頻率；z₀表示發(fā)射天線高度；z表示傳播區(qū)域高度；j表示累加數，從0到N-1；m為高度步進數；

步驟三、構建輔助函數和離散輔助函數；

3.1)距離步進數l＝0，即x_l＝x₀時，根據場衰減函數初始場條件構建初始場下的等效輔助函數w(x₀,mΔz)和初始離散輔助函數U(x₀,jΔp)；

其中，m為高度步進數；

3.2)l＞0即x_l≠x₀時，根據上一距離步進的離散輔助函數結果U(x_l-1,jΔp)，計算當前離散輔助函數結果U(x_l,jΔp)，并進行輔助函數w(x_l,mΔz)的計算；

其中，Δx為距離步長；p表示傅里葉變換頻率；

步驟四、獲取特解輔助函數；

將離散輔助函數w(x_l,mΔz)的結果代入遞推公式(6)計算特解輔助函數u_p(x_l,mΔz)；

u_p(x_l,mΔz)＝w(x_l,mΔz)+r·u(x_l,(m-1)Δz)m＝1，2，…，N (6)

其中，r表示當前位置距發(fā)射天線的直線距離；

步驟五、獲取中間因子C(x_l)；

5.1)計算距離因數A：

5.2)l＝0，即x_l＝x₀時，根據場衰減函數初始場條件計算中間因子C(x_l)，即C(x_l)＝C(x₀)；

l＞0，即x_l≠x₀時，根據上一步進中間因子C(x_l-1)結果迭代計算下一步進中間因子C(x_l)；

其中，r^m表示當前位置距發(fā)射天線的直線距離的m次方；

步驟六、獲取場衰減函數u(x_l,mΔz)；

通過式(9)獲取計算因子B(x_l)，代入式(10)計算場衰減函數u(x_l,mΔz)；

u(x_l,mΔz)＝u_p(x_l,mΔz)+B(x_l)r^m m＝0,1,2,…,N (10)

其中，B(x_l)表示計算因子；∑'表示m＝0和m＝N項加和時各乘以0.5；

步驟七、令m＝m+1，l＝l+1，返回步驟三，獲得不同高度步進數和距離步進數的衰減函數值；

步驟八、通過傳播場分布函數獲得場強；

通過步驟七獲取的不同距離步進數l和高度步進數m的衰減函數值，獲取不同高度和距離下的場強，直至口徑場內所有高度和距離下的場強值計算完成；場強通過傳播場分布函數ψ(x_l,mΔz)獲得，該傳播場分布函數的輸出即為場強；

F_R＝e^{ik[n(z)-1]Δx}

ψ(x_l,mΔz)＝F_R·u(x_l,mΔz)

其中，n表示折射指數，F(xiàn)_R表示折射指數項。