成印河 杨欣坤 张玉生 游志伟

(1. 江苏海洋大学 海洋技术与测绘学院 连云港 222005; 2. 江苏海洋大学 海洋遥感大数据应用中心 连云港 222005;3. 中国电波传播研究所 电波环境特性及模块化技术重点实验室 青岛 266107)

随着国家海洋强国战略的逐步落实, 海上通讯和雷达探测也越来越受到关注, 其中影响其性能的一个重要环境因素是大气波导。在适当的频率和入射角情况下, 大气波导环境将捕获大部分微波能量(Burk et al, 1989; Atkinson et al, 2006), 使探测、通信等系统出现了一些异常的传播特征, 如雷达超视距传播(Battan, 1973; 杨坤德等, 2009)和探测盲区(焦林等, 2004, 闫西荡等, 2020)等,从而产生错误的目标估计(Moszkowicz et al,1994; Haack et al, 2001)等。因此美国海军20 世纪90 年代开发了高级折射效应预测系统 AREPS (Advanced Refractive Effects Prediction System), 澳大利亚设计了对流层折射效应预测系统TREPS (Troposphere Refractive Effects Prediction System)等系统用于海上舰船电磁波传播的评估, 英国、法国等国家海军也均装备了类似系统(董庆生,2009)。这些雷达探测、通信等评估应用系统迫切需要海洋环境的支撑, 需要精确考虑大气折射环境的影响。

大气波导是由湿度随高度锐减或者温度随高度递增而形成的, 或者两者同时发生(蔺发军等, 2005)而形成的一种大气层结。不同海区呈现出不同的大气波导环境特性(Craig et al, 1995; Babin, 1996;Brooks et al, 1999; Bech et al, 2000; 刘成国等, 2002;Von Engeln et al, 2003, 2004; 蔺发军等, 2005;Mentes et al, 2007; 唐海川等, 2008; 成印河等, 2012,2013; Ding et al, 2013; Murthy et al, 2013; Zhao et al, 2013; Cheng et al, 2015, 2016; 李晓东等, 2017;郝晓静等, 2018), 如欧洲上空表面波导发生概率为20%( Craig et al, 1995), 地中海海域为85%(Bech et al,2000), 而伊斯坦布尔海域夏季比较高为 31%(Mentes et al, 2007)。每个海域都有其独特的波导特征。国内大气波导统计也做过部分工作, 相对集中在东南沿海(刘成国等, 2002; Ding et al, 2013)和南海(成印河等, 2012, 2013; Zhao et al, 2013)。……