矢量拋物線方程在電波傳播中的應(yīng)用.pdf

1、當(dāng)前，移動(dòng)、無(wú)線技術(shù)領(lǐng)域正處在一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，GPS的廣泛使用，遙感遙測(cè)技術(shù)的普及等，使得復(fù)雜環(huán)境下的電波傳播預(yù)測(cè)已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究課題。復(fù)雜環(huán)境下的電磁特性研究對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、GPS定位、雷達(dá)預(yù)警、電子戰(zhàn)等都會(huì)有很重要的作用。
　　 拋物線方程(Parabolic Equation)是波動(dòng)方程的一種近似形式，它假設(shè)電磁波能量在沿著拋物線軸向的錐形區(qū)域內(nèi)傳播。該方法能處理各種復(fù)雜環(huán)境下的電波傳播特性研究且算法效率高，

2、在對(duì)流層電波傳播中得到了廣泛的運(yùn)用。這些年來(lái)，人們對(duì)拋物方程法進(jìn)行了大量的研究并取得了豐富成果；但是仍然存在著許多尚未解決的問(wèn)題。本文主要研究復(fù)雜環(huán)境下電波傳播的拋物線方程法，基于拋物線方程方法來(lái)計(jì)算無(wú)線通信中的電波傳播衰減值。
　　 本文首先討論了當(dāng)前電波傳播特性問(wèn)題的國(guó)內(nèi)外相關(guān)工作的研究動(dòng)態(tài)，介紹PE方法的歷史、發(fā)展及應(yīng)用前景。接著給出了PE算法的基本理論并對(duì)相關(guān)公式進(jìn)行了細(xì)致地推導(dǎo)，包括二維標(biāo)準(zhǔn)拋物線方程、三維標(biāo)量拋物線方

3、程、矢量拋物線方程、位函數(shù)的矢量拋物模型。然后研究了矢量3DPE模型的邊界條件，為3DPE模型設(shè)置吸收邊界。推導(dǎo)出以電磁場(chǎng)位函數(shù)表現(xiàn)的3DPE阻抗邊界條件，闡述求解阻抗邊界條件的具體方法和步驟。并且運(yùn)用高效的傅立葉分步步進(jìn)(SSFT)算法——場(chǎng)的奇偶分解法來(lái)求解3DPE，還以平地面電波傳播的衰減值計(jì)算為例證實(shí)了拋物模型的可靠性。最后利用PE算法計(jì)算典型地形傳播問(wèn)題的電磁場(chǎng)特性，對(duì)山區(qū)無(wú)線通信電路路徑傳播衰減值進(jìn)行了計(jì)算，將結(jié)果與惠更斯-