[發明專利]一種短波天線通信覆蓋范圍預測方法、裝置及電子設備

有效

• 申請號: 202110483547.1
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113191000B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 吳華寧;謝慧;張哲偉;趙林;梁乾坤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H04W24/06
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

本發明公開了一種短波天線通信覆蓋范圍預測方法、裝置及電子設備，該方法包括確定短波天線的實際架設環境，基于所述實際架設環境在電磁仿真軟件中構建短波天線模型；通過matlab對所述短波天線模型的電氣參數進行提取，整合提取數據并對所述提取數據進行格式轉換后，得到模型文件；導入并保存所述模型文件至短波傳播分析軟件；在所述短波傳播分析軟件中設置所述短波天線的覆蓋范圍計算參數，并基于所述模型文件計算所述短波天線的通信覆蓋范圍，生成所述短波天線的通信覆蓋范圍預測圖。本發明實現了短波天線的通信覆蓋范圍的預測，預測效果準確。

技術領域

本申請涉及短波天線通信覆蓋技術領域，具體而言，涉及一種短波天線通信覆蓋范圍預測方法、裝置及電子設備。

背景技術

短波通信是無線電通信的鼻祖，無線電發明之初的傳播方式就是短波。到了近代，無線電的使用頻段擴展到超短波、微波甚至更高，但是短波通信具有無需中繼、傳播距離遠、安全性高等優點，仍然在民用和國防領域發揮著極為重要的作用。

眾所周知，短波通信系統之所以能夠實現遠距離主要是由于電離層的反射。整個通信系統的覆蓋范圍就決定了其保障能力。覆蓋范圍的評估和預測在整個短波通信系統的設計建造過程中就顯得尤為重要。由短波通信系統的組成可知，影響覆蓋范圍的主要因素有發射天線、電離層、接收天線以及背景噪聲。

對于覆蓋范圍的計算，通常的方式是采用ITS等短波傳播分析軟件，該軟件內嵌了電離層的相關模型。利用該軟件計算時，只需根據系統要求設置發射天線、接收天線、背景噪聲以及時間、太陽黑子數等關鍵參數來進行計算。該方法操作簡單，計算速度快，廣泛應用于短波通信系統覆蓋范圍的計算。

但由于ITS軟件中的天線模型固定，且架設環境相對理想，然而實際天線輻射性能與其架設環境有較大的影響，例如水上平臺的天線。同時，對于一些具有特殊用途的或者新研制的短波天線，例如短波相控陣天線，由于軟件內部沒有相對應的模型，導致無法對這類天線進行有效的覆蓋計算。

三維電場仿真軟件在短波天線設計中起到了非常關鍵的作用，它能夠對不同環境下的短波天線進行建模計算，并對其性能進行有效評估。由于電離層的復雜性和時變性，目前的三維電場仿真軟件都沒有對短波天線進行覆蓋范圍計算的能力。可以說，三維電磁仿真軟件只能對短波天線的性能進行評估，但對整個短波通信系統的覆蓋計算尚沒有辦法。

發明內容

為了解決上述問題，本申請實施例提供了一種短波天線通信覆蓋范圍預測方法、裝置及電子設備。

第一方面，本發明實施例提供了一種短波天線通信覆蓋范圍預測方法，所述方法包括：

確定短波天線的實際架設環境，基于所述實際架設環境在電磁仿真軟件中構建短波天線模型；

通過matlab對所述短波天線模型的電氣參數進行提取，整合提取數據并對所述提取數據進行格式轉換后，得到模型文件；

導入并保存所述模型文件至短波傳播分析軟件；

在所述短波傳播分析軟件中設置所述短波天線的覆蓋范圍計算參數，并基于所述模型文件計算所述短波天線的通信覆蓋范圍，生成所述短波天線的通信覆蓋范圍預測圖。

優選的，所述通過matlab對所述短波天線模型的電氣參數進行提取，包括：

設置所述短波天線模型的計算頻率，并根據所述計算頻率計算所述短波天線的三維增益方向圖，生成保存數據文件；

通過matlab對所述保存數據文件進行提取，得到三維方向圖數據、頻率信息數據、天線效率數據。

優選的，所述覆蓋范圍計算參數包括經緯度、架設方向、計算時間、太陽黑子數。

優選的，所述導入并保存所述模型文件至短波傳播分析軟件之后，還包括：