粗糙衰减因子在电磁波蒸发波导传播中的应用

2012-03-24芮国胜田文飚

海军航空大学学报 2012年5期

芮国胜，郭彦，田文飚

（海军航空工程学院电子信息工程系，山东烟台 264001）

蒸发波导是一种特殊的表面波导，在我国东海和南海各海区是多发区，年出现概率为85%，且不同季节变化不明显[1-3]。电磁波可以被陷获在蒸发波导内，改变其传播轨迹实现超视距传播。这种反常传播现象容易对海上和海岸运作的微波雷达、通信和侦测等无线系统造成影响，已经引起中外学者的研究重视[4-5]。海面粗糙程度是引起电磁波传输衰减损耗的因素之一[6]，相关学者对Miller-Brown 近似模型进行了数值评估[7]，并结合粗糙海面的阴影效应分析了其对电磁波传播损耗的影响[8-9]。这些研究主要侧重于应用影响评估，对于模型中Bessel 函数的物理描述困难、级数展开形式复杂、需用数值模拟方法求解等问题，并未提出相关处理方案。本文结合我国实际海况数据，计算出蒸发波导最大陷获角，仿真分析了Miller-Brown 近似模型中粗糙衰减因子与海面风速和电波传播方向与海面夹角的关系。并通过射线描迹法仿真实验，得出蒸发波导高度确定时海面风速与粗糙衰减因子具有直接关系的结论。在假定条件下，运用高斯模型拟合得出Miller-Brown 模型的简化形式。高斯函数为初等函数，具有良好的统计分析特性，求解简单快速，该简化形式对快速掌握海面粗糙情况、分析进行其对电波传播衰减的影响有参考借鉴价值。