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蒸发波导中雷达检测性能研究

陈立松  
【摘要】: 蒸发波导是海洋大气环境中经常出现的一种特殊的表面波导,它是由于海面水汽蒸发使得在海面上很小范围内的大气湿度随高度锐减而形成的一种贴海面的蒸发波导。由于蒸发波导的存在,部分电磁波被陷获在一定厚度的大气层内,从而改变电磁波的传播特征,使电磁波产生异常传播现象。蒸发波导的这种特性在雷达、通信、电子对抗等设备的使用方面具有广泛的应用。蒸发波导的存在将会产生雷达超视距传播,同时也会出现雷达探测盲区的问题,因此开展蒸发波导环境中电波传播特性及其应用的探究具有重大的理论意义和实用价值。 本文首先描述了大气波导形成的环境特性、参数特征及波导对电磁波传播的影响。由于蒸发波导是一种特殊的大气波导,在研究大气波导的基础上分析了蒸发波导的预测模式和修正折射率剖面。通过对赫姆霍兹方程的分析,求得了大气折射指数不均匀分布时电磁波传播满足的抛物型方程,利用傅立叶分步算法求解了抛物型方程,从而得到了蒸发波导环境中电磁波传输损耗公式。计算了在给定参数条件下电磁波传输损耗,并比较了在蒸发波导环境和在标准大气环境中的电磁波传输损耗。基于雷达理论分析了蒸发波导环境中雷达探测性能评估模式,利用该模式计算了雷达最大作用距离,分析了影响雷达最大作用距离的因素。最后结合某些雷达系统参数,分析了海杂波的特性,仿真计算了蒸发波导及海杂波对雷达发现概率的影响。本文的研究对雷达系统的性能评估具有重要的参考价值。


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