一种海洋环境电波传导特性获取方法与流程

文档序号:25955880发布日期:2021-07-20 17:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种海洋环境电波传导特性获取方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一、通过海洋表面数据获取表面边界阻抗特性α和高度步长δz;

所述海洋表面数据包括最大传播仰角θmax、边界表面的电导率δs、电磁波长λ和折射指数n;

在水平极化和垂直极化条件时,表面边界阻抗特性α计算如下:

其中,εc为边界表面相对复介电常数,由εc=εs+60δsλi计算得到;i是复数中的虚数;k表示自由空间波数;δs是边界表面的电导率;λ表示电磁波长;θ表示传播仰角;

同时,根据判决条件选取所需的差分方法计算高度步长δz;

δz=λ/(2sin(θmax))

其中,θmax为最大传播仰角;

步骤二、获取场衰减函数初始场条件;

利用天线辐射方向图f(θ)和口径场分布的傅里叶变换计算dmft算法的场衰减函数初始场条件u(x0,mδz);

当x=x0时,场衰减函数初始场条件u(x0,mδz)的计算公式为式(1);

其中,n表示自然数;γχ表示水平极化或垂直极化fresnel反射系数;δp表示傅立叶变换所需的步进频率,即分辨频率;z0表示发射天线高度;z表示传播区域高度;j表示累加数,从0到n-1;

步骤三、构建辅助函数和离散辅助函数;

3.1)l=0,即xl=x0时,根据场衰减函数初始场条件构建初始场下的等效辅助函数w(x0,mδz)和初始离散辅助函数u(x0,jδp);

其中,m为高度步进数;

3.2)l>0即xl≠x0时,根据上一距离步进的离散辅助函数结果u(xl-1,jδp),计算当前离散辅助函数结果u(xl,jδp),并进行辅助函数w(xl,mδz)的计算;

其中,δx为距离步长;p表示傅里叶变换频率;

步骤四、获取特解辅助函数;

将离散辅助函数w(xl,mδz)的结果代入递推公式(6)计算特解辅助函数up(xl,mδz);

up(xl,mδz)=w(xl,mδz)+r·u(xl,(m-1)δz)m=1,2,…,n(6)

其中,r表示当前位置距发射天线的直线距离;

步骤五、获取中间因子c(xl);

5.1)计算距离因数a:

5.2)l=0,即xl=x0时,根据场衰减函数初始场条件计算中间因子c(xl),即c(xl)=c(x0);

l>0,即xl≠x0时,根据上一步进中间因子c(xl-1)结果迭代计算下一步进中间因子c(xl);

其中,rm表示当前位置距发射天线的直线距离的m次方;

步骤六、获取场衰减函数u(xl,mδz);

通过式(9)获取计算因子b(xl),代入式(10)计算场衰减函数u(xl,mδz);

u(xl,mδz)=up(xl,mδz)+b(xl)rmm=0,1,2,…,n(10)

其中,b(xl)表示计算因子;∑'表示m=0和m=n项加和时各乘以0.5;

步骤七、令m=m+1,l=l+1,返回步骤三,获得不同高度步进数和距离步进数的衰减函数值;

步骤八、通过传播场分布函数获得场强;

通过步骤七获取的不同距离步进数l和高度步进数m的衰减函数值,获取不同高度和距离下的场强,直至口径场内所有高度和距离下的场强值计算完成;场强通过传播场分布函数ψ(xl,mδz)获得,该传播场分布函数的输出即为场强;

fr=eik[n(z)-1]δx

ψ(xl,mδz)=fr·u(xl,mδz)

其中,n表示折射指数,fr表示折射指数。

2.根据权利要求1所述的海洋环境电波传导特性获取方法,其特征在于:步骤一中,折射指数n=1。

3.根据权利要求1或2所述的海洋环境电波传导特性获取方法,其特征在于:步骤一中,边界表面的电导率δs=3.76s/m;最大传播仰角θmax=15°。


技术总结
本发明提供一种海洋环境电波传导特性获取方法,决现有海洋环境电波传导算法较为复杂及数值稳定性较差的问题。该方法包括:步骤一、通过海洋表面数据获取表面边界阻抗特性和高度步长;步骤二、获取场衰减函数初始场条件;步骤三、构建辅助函数和离散辅助函数;步骤四、获取特解辅助函数;步骤五、获取中间因子;步骤六、获取场衰减函数;步骤七、获得不同高度步进数和距离步进数的衰减函数值;步骤八、获取传播场分布函数,获得场强。本发明方法采用前向—后向差分代替传统的中心差分方法,克服Alpha盲点的问题,提高了算法的稳定性和精度,同时以一阶差分方法拟合阻抗边界条件,对减少算法复杂度提高计算效率有重要意义。

技术研发人员:王豪
受保护的技术使用者:北京军懋国兴科技股份有限公司
技术研发日:2021.03.23
技术公布日:2021.07.20
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