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海杂波反演大气波导的模拟退火算法

杨德草  
【摘要】: 近海面大气波导是一种异常大气结构。可以使电波在较小的衰减下实现电波超视距传播,严重影响了雷达、通信、侦察等基于电磁传播的无线电系统。因此实时预测雷达工作区内的大气折射率参数在研究雷达、通信、侦察等问题中具有重要的理论指导和实用价值。 本文介绍了大气波导的形成、分类以及大气波导对电磁波传播的影响,归纳了大气波导预测预报方法;利用大气边界层理论模拟了蒸发波导环境中不同大气层结的修正折射率剖面;介绍了GIT模型以及计算海水介电常数的经验公式,讨论了海水介电常数与水温、盐度、电波频率的关系,以及其对电波传播的影响。 通过对亥姆霍兹方程的分析求得了大气折射指数不均匀分布时电磁波满足的抛物方程(PE),并用分布傅立叶算法和离散混合傅立叶算法(DMFT)求解了抛物方程,得到了波导中的电磁场分布;介绍AREPS用于计算传播损耗的软件模块,分别用基于PE的离散混合傅立叶算法和AREPS软件计算了不同大气波导中的传播损耗。 根据模拟退火算法,利用海杂波数据对两种类型大气波导进行反演,并对反演过程、误差和收敛速度进行了仿真分析;利用实测海杂波数据进行反演,表明反演剖面曲线和实测剖面曲线拟合较好。


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