高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法及仿真平台与流程

本发明涉及高功率微波的数字化仿真，具体涉及一种高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法及仿真平台。

背景技术：

1、采用数字化仿真技术开展高功率微波装置对目标的效能评估是高功率微波装置数字化模型的主要应用方向，为了更真实的模拟高功率微波装置的经过不同环境传输后的到靶功率，需要构建一种用于数字化仿真模型的环境衰减算法。

2、目前，高功率微波装置中传输环境分系统需要考虑高功率微波在经过大气、地表障碍、地表植被、降水、沙尘等因素，但是在仿真模拟中，还缺乏相关的数字化仿真算法。

3、因此，现有技术有待于进一步发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法及仿真平台，以解决相关技术中缺乏相关的数字化仿真算法的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：提供了一种高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，包括：数字化仿真平台启动后，基于预设的数字化仿真高功率微波装置与目标获取该高功率微波装置的工作参数和位置参数，及目标的位置参数；利用所获取的相关参数，解算得到数字化仿真高功率微波装置所发射微波的传播路径数据；根据解算得到的传播路径数据，计算数字化仿真高功率微波装置的微波发射至目标的自由空间损耗数据；调用与解算得到的传播路径数据相匹配的环境数据，根据所调用的环境数据计算数字化仿真高功率微波装置的微波发射至目标的额外损耗数据；利用计算得到的自由空间损耗数据和额外损耗数据进行高功率微波装置数字化仿真效应评估。

3、进一步地，所获取的数字化仿真高功率微波装置的工作参数包括：数字化仿真高功率微波装置的工作频率、数字化仿真高功率微波装置的天线的极化方向；数字化仿真高功率微波装置的微波发射至目标的自由空间损耗数据通过以下公式得到：

4、lbf＝32.4+20logf+20logd

5、其中，lbf为自由空间损耗，f为数字化仿真高功率微波装置发射的微波频率，d为数字化仿真高功率微波装置与目标的距离，通过所获取的高功率微波装置与目标的位置参数计算得到。

6、进一步地，与解算得到的传播路径数据相匹配的环境数据包括总空气压力、传播路径的气温、传播路径的水汽密度、传播路径的地形数据、传播路径的气象数据。

7、进一步地，以传播路径内由氧气和水汽的吸收引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

8、aa＝γa·d

9、其中，aa为由总空气压力、传播路径的气温、传播路径的水汽密度的吸收引起的衰减量，d为数字化仿真高功率微波装置与目标的距离，γa为特征衰减，γa由以下公式计算得到：

10、γa＝γ0+γw，

11、其中，γ0为干燥空气中的特征衰减，γw为水汽中的衰减。

12、进一步地，以传播路径内由障碍物引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

13、luc＝j(vmax)

14、其中，luc为由障碍物引起的衰减量，v为绕射参数，由障碍物参数解算得到，vmax为绕射参数v的最大值。

15、进一步地，通过传播路径的地形数据获得传播路径内的植被参数，并判断目标是否在植被覆盖内；

16、若目标在植被覆盖内，以传播路径内由植被引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

17、

18、其中，aev为传播路径内的由植被引起的衰减量；d为植被覆盖内微波传播的路径长度，γ为由植被引起的特有衰减率，由γ与微波频率的近似关系曲线获得，am为特定的植被类型和深度引起的终端处最大衰减；

19、若目标在植被覆盖外，则以传播路径内由植被引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

20、aet＝dγ

21、其中，aet为传播路径内的由植被引起的衰减量，d为微波在植被内传播的路径长度。

22、进一步地，以传播路径内由降雨引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

23、γr＝krα

24、其中，γr为由降雨引起的衰减量，r为降雨强度，通过传播路径的气象数据获得，k和α为常数。

25、进一步地，以传播路径内由沙尘暴引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

26、as＝γs·d

27、其中，as为由沙尘暴引起的衰减量，γs为衰减率，由沙尘暴参数结合微波频率得到。

28、进一步地，利用计算得到的自由空间损耗数据和额外损耗数据进行高功率微波装置数字化仿真效应评估包括：

29、利用计算得到的自由空间损耗数据和额外损耗数据计算高功率微波装置发射的微波到目标的总衰减量，基于总衰减量数据对高功率微波装置进行数字化仿真效应评估，其中，高功率微波装置发射的微波到目标的总衰减量通过以下公式计算：

30、lb＝lbf+lm

31、其中，lb为高功率微波装置发射的微波到目标的总衰减量，lbf为高功率微波装置发射的微波到目标的自由空间损耗，lm为高功率微波装置发射的微波到目标的额外损耗。

32、一种高功率微波装置数字化仿真平台，高功率微波装置数字化仿真平台包含有计算机可读指令，当计算机可读指令在数字化仿真平台上运行时，使得上述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法被执行。

33、有益效果：

34、本发明的一种高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法及其仿真平台，充分考虑装置传输环境中的大气、地形、气象因素，构建了一种可用于高功率微波装置数字化仿真的效应评估方法，为高功率微波装置数字化仿真过程中的环境影响奠定了基础，提高了数字化仿真的置信度。

技术特征：

1.一种高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，其特征在于，所获取的数字化仿真高功率微波装置的工作参数包括：数字化仿真高功率微波装置的工作频率、数字化仿真高功率微波装置的天线的极化方向；

3.根据权利要求1所述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，其特征在于，与解算得到的传播路径数据相匹配的环境数据包括总空气压力、传播路径的气温、传播路径的水汽密度、传播路径的地形数据、传播路径的气象数据。

4.根据权利要求3所述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，其特征在于，以传播路径内由氧气和水汽的吸收引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

5.根据权利要求3所述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，其特征在于，以传播路径内由障碍物引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

6.根据权利要求3所述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，其特征在于，通过传播路径的地形数据获得传播路径内的植被参数，并判断目标是否在植被覆盖内；

7.根据权利要求3所述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，其特征在于，以传播路径内由降雨引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

8.根据权利要求3所述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，其特征在于，以传播路径内由沙尘暴引起的衰减量所代表的额外损耗数据通过以下公式计算得到：

9.根据权利要求1所述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法，其特征在于，利用计算得到的自由空间损耗数据和额外损耗数据进行高功率微波装置数字化仿真效应评估包括：

10.一种高功率微波装置数字化仿真平台，其特征在于，所述高功率微波装置数字化仿真平台包含有计算机可读指令，当所述计算机可读指令在所述数字化仿真平台上运行时，使得权利要求1～9任一项所述的高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法被执行。

技术总结
本发明提供了一种高功率微波装置数字化仿真环境衰减评估方法及仿真平台，包括：数字化仿真平台启动后，基于预设的数字化仿真高功率微波装置与目标获取该高功率微波装置的工作参数和位置参数，及目标的位置参数；利用相关参数，解算得到数字化仿真高功率微波装置所发射微波的传播路径数据；根据解算得到的传播路径数据，计算数字化仿真高功率微波装置的微波发射至目标的自由空间损耗数据；调用与传播路径数据相匹配的环境数据，根据所调用的环境数据计算数字化仿真高功率微波装置的微波发射至目标的额外损耗数据；利用自由空间损耗数据和额外损耗数据进行高功率微波装置数字化仿真效应评估，解决了相关技术中缺乏相关的数字化仿真算法的问题。

技术研发人员：戈弋,冯溪溪,袁欢,陈自东,曹垒,赵刚,赵景涛,刘忠
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院应用电子学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24