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基于PE模型的三维广域电波传播预测方法

计算机工程与设计 2015年第12期36卷 3328-3332页

作者：肖金光周新力宋斌斌张烨海军航空工程学院研究生管理大队山东烟台264001 海军航空工程学院电子信息工程系山东烟台264001

为进行三维电磁环境电波传播的计算、应用和分析,提出一种基于抛物方程(PE)模型的三维广域电波传播预测和应用方法。基于数字高程模型抓取地形剖面数据并进行地面类型和大气折射率剖面的配伍,给出PE模型中获得任意位置电磁数据的方法,... 详细信息

为进行三维电磁环境电波传播的计算、应用和分析,提出一种基于抛物方程(PE)模型的三维广域电波传播预测和应用方法。基于数字高程模型抓取地形剖面数据并进行地面类型和大气折射率剖面的配伍,给出PE模型中获得任意位置电磁数据的方法,批处理并行运算各二维剖面的电波传播,提出剖面上和剖面间任意空间点场强数据的生成方法,基于等价门限实现雷达、通信、电磁干扰等应用的作用区域预报。利用FORTRAN在科学计算、MATLAB在数据分析和可视化上的优势,设计软件流程,数值实验验证了该方法的正确性和可行性。

关键词：抛物方程三维电波传播预测数字高程模型批处理并行算法

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卫星通信电波传播预测技术进展

卫星通信电波传播预测技术进展

第七届卫星通信新技术、新业务学术年会

作者：赵振维中国电子科技集团第二十二研究所电波环境特性及模化技术重点实验室

来源： cnki会议评论

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基于区域路径选择的电波传播损耗预测研究

军事通信技术 2010年第3期31卷 20-24+71页

作者：彭川卢春兰周锋解放军理工大学通信工程学院研究生3队解放军理工大学通信工程学院卫星通信系

文中基于射线追踪模型,通过对收发天线之间的电波传播简单模式进行建模,借用图论的路径选择法寻找电波传播路径,从而使战场电波传播路径能够统一处理,电波传播损耗计算更加有效。

关键词：射线追踪电波传播预测区域路径

基于改进型绕射非局部边界条件的三维抛物方程分解模型预测电波传播

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电子与信息学报 2018年第1期40卷 151-156页

作者：王瑞东李正祥逯贵祯中国传媒大学信息工程学院北京100024

绕射非局部边界条件是基于有限差分法求解抛物方程时使用的一种透明边界条件。它的最大优点是只用一层网格就能很好完成波地吸收,而缺点是由于涉及到卷积积分的计算,因此计算速度低。针对此问题,该文首先引入可以加快其计算速度的递归... 详细信息

绕射非局部边界条件是基于有限差分法求解抛物方程时使用的一种透明边界条件。它的最大优点是只用一层网格就能很好完成波地吸收,而缺点是由于涉及到卷积积分的计算,因此计算速度低。针对此问题,该文首先引入可以加快其计算速度的递归卷积法和矢量拟合法。这里把结合了这两种数值计算方法的绕射非局部边界条件称为改进型绕射非局部边界条件。在此基础之上,提出将这种改进型的绕射非局部边界条件应用到3维抛物方程(3DPE)分解模型中。最后通过数值计算,证明了改性型绕射非局部边界条件3DPE分解模型在计算精度和计算速度方面的优势。

关键词：电波传播预测绕射非局部边界条件 3维抛物方程

ITU-R P.2001模型在FAST宁静区的适用性研究

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电波科学学报 2024年第4期39卷 658-664页

作者：吴中乐赵一博杨铖士亚菲郝玉龙孙建民王健天津大学微电子学院天津300072 天津大学青岛海洋技术研究院青岛266200 贵州无线电监测站贵阳550001 山东海洋信息感知与传输工程技术研究中心青岛266200

为验证、研究ITU-R P.2001模型在FAST宁静区的适用性,首先系统分析了该模型所考虑的传播机理,给出了预测流程;其次,在FAST宁静区选择了多个公众移动基站,在周边开展外场测试并采集测试数据;最后,对比分析了实地测量值与模型预测值,结果... 详细信息

为验证、研究ITU-R P.2001模型在FAST宁静区的适用性,首先系统分析了该模型所考虑的传播机理,给出了预测流程;其次,在FAST宁静区选择了多个公众移动基站,在周边开展外场测试并采集测试数据;最后,对比分析了实地测量值与模型预测值,结果表明预测结果与实测结果之间呈现较为相符的总体趋势,两者间的均方根误差为7.93 dB。上述研究结果可为FAST宁静区无线电设备电磁兼容分析、ITU-R P.2001预测模型区域化本地化研究及应用提供理论参考。

关键词： FAST 宁静区 ITU-R P.2001 电波传播预测对比分析

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基于GPU并行射线跟踪的电波预测算法研究

微计算机信息 2011年第11期27卷 104-106页

作者：谭南陈辉桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

针对利用射线跟踪算法进行小区电波预测的计算量非常大,运行时间较长,在实际工程中难以应用等的问题,本文在研究已有并行射线跟踪算法,即主从模式和对等模式并行射线跟踪的基础上,采用图形处理器(GPU)作为计算平台,结合GPU高并行处理能... 详细信息

针对利用射线跟踪算法进行小区电波预测的计算量非常大,运行时间较长,在实际工程中难以应用等的问题,本文在研究已有并行射线跟踪算法,即主从模式和对等模式并行射线跟踪的基础上,采用图形处理器(GPU)作为计算平台,结合GPU高并行处理能力,运用CUDA的编程框架,并在NVIDIA公司出厂的GEFORCE 9800GT上,实现了对城市小区的简单模型环境的电波预测。实验结果表明,基于GPU并行射线跟踪算法适用于城市小区的电波预测研究,该算法能大大节省通信时间,缩短计算时间,更方便更实用。

关键词：电波传播预测射线跟踪并行算法 GPU CUDA编程框架

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基于固定接收区域的SBR改进算法

电波科学学报 2010年第4期25卷 728-731页

作者：张文杨锦辉装备指挥技术学院信息装备系北京101416

射线弹跳法(SBR)是利用射线跟踪来进行电波传播预测的常用算法。传统的SBR算法引入自适应接收球来接收射线,对不同射线接收球半径不同,接收球需要与每条射线作相交检测,计算量大。本文提出了基于固定接收区域的SBR改进算法,对任何射线... 详细信息

射线弹跳法(SBR)是利用射线跟踪来进行电波传播预测的常用算法。传统的SBR算法引入自适应接收球来接收射线,对不同射线接收球半径不同,接收球需要与每条射线作相交检测,计算量大。本文提出了基于固定接收区域的SBR改进算法,对任何射线接收区域半径都固定,并把所有接收区域构建成OBB树,利用射线与OBB树的相交检测来代替射线与自适应接收球的相交检测,较大的提高了计算效率。

关键词：电波传播预测 SBR 接收球固定接收区域

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基于空间四叉树分区的高斯波束跟踪预测模型

计算机工程 2013年第10期39卷 72-75页

作者：任佳敏徐大专朱秋明唐亚平周生奎南京航空航天大学电子信息工程学院南京210016

在城市环境中运用三维高斯波束跟踪进行电波传播预测时,障碍物碰撞的波束跟踪过程较为复杂。为此,提出一种基于空间四叉树的加速算法,将仿真场景进行层次分区,保证建筑物在各个分区中得到均匀分配,通过准确定位射线经过的分区,减少相交... 详细信息

在城市环境中运用三维高斯波束跟踪进行电波传播预测时,障碍物碰撞的波束跟踪过程较为复杂。为此,提出一种基于空间四叉树的加速算法,将仿真场景进行层次分区,保证建筑物在各个分区中得到均匀分配,通过准确定位射线经过的分区,减少相交测试的数目。仿真结果表明,该算法的预测精度与传统射线跟踪法基本相当,但预测效率可提高数十倍,可用于辅助无线网络的规划、设计和优化。

关键词：三维高斯波束射线跟踪电波传播预测四叉树动态分区

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基于抛物方程的对流层电磁波超视距传播研究

基于抛物方程的对流层电磁波超视距传播研究

作者：樊文科西南交通大学

学位级别：硕士

无线通讯主要是利用电磁波传递信号,电波在对流层大气中传播需要经过折射、绕射、散射和吸收等过程。目前的通信不仅在视距的范围内使用,在超视距传播与应用上也有着一定的需求:在军事上,雷达的超视距探测距离有利于对敌信息的收集;在... 详细信息

无线通讯主要是利用电磁波传递信号,电波在对流层大气中传播需要经过折射、绕射、散射和吸收等过程。目前的通信不仅在视距的范围内使用,在超视距传播与应用上也有着一定的需求:在军事上,雷达的超视距探测距离有利于对敌信息的收集;在民用上,超视距电波传播也影响着船舶之间的通讯。由非正常视距传播方式（主要是大气湍流散射）产生的干扰也会对通信系统性能产生明显影响。因此研究电磁波在对流层中的超视距传播具有重要的现实意义。抛物方程模型是由波动方程推导而来的确定性电波传播预测模型。抛物方程计算电波在对流层中传播问题,能够同时考虑到大气环境引起的折射、散射、吸收和不规则地形、地表媒质引起的反射、绕射效应;在采取快速傅里叶变换之后,可快速计算百公里级超视距区域的电磁分布。本文基于抛物方程传播模型,研究了大气波导和大气湍流的电波超视距传播效应,本文主要研究工作如下:第一,详细的介绍了二维抛物方程基本原理,对其自由空间的电波传播进行模拟并与双射线模型对比验证,证明了本文抛物方程算法的正确性。研究了大气波导的基本模型及其对应的陷获波长和陷获角度。在蒸发波导中,对不同频率、发射源高度的电磁波传播特性进行研究,发现其发射高度越低,大气波导陷获的能量越多;针对实际大气环境中的大气结构呈现不均匀分布的特点,考虑不同位置的折射率剖面不同,采用差值算法对中间距离位置进行填充,构建非均匀波导结构,分析蒸发波导存在15km断层情形下的超视距效应分布,研究可探测区与探测盲区的分布特点;结合数字地图模拟了悬空波导对有地形阻挡的超视距传播情况;并考虑了海洋环境中水气密度、湿度大,水气吸收对超视距传输有着重要的影响,可为雷达探测提供一定的指导依据。第二,本文基于准三维抛物方程法,利用二维抛物方程快速模拟三维空间中的电波传播。考虑温度、湿度以及风速等气象参数对大气湍流的影响,同时包含复杂地形以及微波波段的大气结构模型对湍流超视距传播的影响情况。本文基于PE的散射模型与MOM和文献测试数据对比,证明了本文算法正确性。利用本文模型对美国某一地形（W93.57–W95.64,N30.68-N32.68）上空电波的大气湍流散射超视距传播进行预测分析,结果表明在视距区大气湍流对路径损耗的影响较小。而在超视距区,大气湍流引起的电磁散射显著影响信号接收电平,产生超视距现象。随着传播距离的增加,电波的多径效应趋于明显,沿传播方向的场强幅度出现随机的起伏;大气散射效应随着高度的增加而减弱,主要对远距离的低空位置产生影响;大气散射的超视距效应随着电波频率的升高而减弱;大气湍流对大气波导的传输影响比较小,只是会影响大气波导的部分泄露。

关键词：抛物方程电波传播预测大气波导湍流超视距传播