焦达文

(大连测控技术研究所，辽宁 大连 116013)

0 引 言[1–2]

在浅海海洋环境中，由于季节变化，表层区域海水温度较高，使得其电导率高于中间层和底层海水。根据海水电导率不同可以将模型分成不同物性参数的分层结构。因此可以将水平电偶极子在浅海海洋环境中空气-海水-海床3 层模型拓展成空气-海水多层-海床等N 层模型，通过水平电偶极子在海水分层的多层模型中构建数学模型，进行理论推导和仿真计算，以达到更加逼近于真实海洋环境中水平交变电偶极子水下电场分布特性的完整呈现。本文将分析水平电偶极子在空气-3 层海水-海床5 层模型中的电场分布规律和衰减特性。

1 N 层模型理论[3–5]

将海洋环境等效为5 层水平层状各向同性均匀导电媒质，根据边界条件求解矢量位在各层中满足的微分方程十分困难。与空气—海水—海床3 层模型解法不同，本文将5 层海洋环境模型延伸为N 层海洋环境模型，水平电偶极子源分解为TE 和TM 极化模式，利用TE 和TM 的矢量位求解通解。再求偶极子源的特解，并与通解相加得到边值问题的解，其中通解中的待定系数可利用反射系数确定。对傅氏变换空间中的解进行二维反傅氏变换（或反汉克尔变换）可得到最终解。将矢量位的解代入场强公式中可得到海床分层环境中偶极子电磁场的解。

在第i层，在此区域中的场可以写为上行波和下行波的叠加，矢量位解形式：

通过递推可以得到任意层的矢量位系数，代入矢量公式，然后通过矢量位偏微分公式（4）获取电场的表达式。……