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超长波通信信号建模及干扰分析

刘俊材  
【摘要】: 超长波通信是指利用波长10 ~100km的电磁波进行通信。超长波具有稳定的传播特性:传播衰减小、可实现远距离传播、具有良好的抗干扰能力,以及在海水中有较深的趋肤深度。因此它广泛的应用于水下通信和导航中。超长波通信系统形式多样,主要有:地基超长波对潜通信系统;超长波水下导航系统;车载超长波机动对潜通信系统;机载超长波机动对潜通信系统和星载超长波机动对潜通信系统。 超长波是一个很特殊的波段,其传播特性相对于其他高频波段有很大的不同,要研究超长波通信首先就要从其传播特性入手。而且超长波研究这一课题对海洋开发、国家安全都有着重要的意义。 本文首先分析了超长波分别在大气中和入水后的传播特性以及这一波段超长波接收机特有的干扰——雷电大气噪声,再综合其传播特性,对超长波通信系统的工作原理进行了深入的研究,并在此基础上对长波进行信号建模,论文最后对超长波通信系统的干扰进行了研究分析。 论文主要内容及创新点包括如下几个方面: 首先,深入的分析了超长波的三种传播模式的传播特性。即地波传播、天波传播以及波导传播,重点的研究了超长波在地球电离层的波导传播和电磁场入水后在海水中的衰减和信号入水深度的问题。并根据这些研究分析结果和大量的观测数据对超长波通信信号进行数学建模,定性、定量的分析了超长波通信电磁信号从发射到接收整个过程的传播特性。 其次,研究了主要影响超长波通信系统接收机性能的雷电大气噪声。首先分析了雷电大气噪声的形成,然后利用大量的观测数据和数学公式对大气噪声进行数学建模和仿真分析。 最后,研究超长波通信系统的信号调制形式和信号编码形式。结合超长波的传播特性和大气噪声特性建立超长波通信系统仿真平台,并在此平台基础上对超长波通信的干扰样式进行的研究分析,以得到对超长波通信最佳的干扰样式。


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