大氣波導(dǎo)中的拋物型方程法研究.pdf

1、對流層大氣層結(jié)中經(jīng)常出現(xiàn)的波導(dǎo)現(xiàn)象，對在其中傳播的電磁波有重要影響。它一方面可以使電磁波在較小的衰減下沿波導(dǎo)傳播得很遠，一方面又會在近距離內(nèi)形成傳播盲區(qū)，從而嚴(yán)重影響合適的無線電系統(tǒng)。對于通信電路，它會使系統(tǒng)間的相互干擾問題復(fù)雜化；對于探測系統(tǒng)，它會產(chǎn)生雷達盲區(qū)、超視距探測等現(xiàn)象。在無線電技術(shù)廣泛應(yīng)用的今天，無論是在通信、探測或者軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，對反常大氣電磁環(huán)境下傳播特性情況進行研究分析都具有重大意義。 我國在此方向上也開展了

2、初步的探索，十分關(guān)注波導(dǎo)現(xiàn)象產(chǎn)生的預(yù)測預(yù)報技術(shù)和對流層空間中波場的分布問題研究。但在波場分布問題的研究上，我國由于基礎(chǔ)薄弱，主要仍需借助國外的理論經(jīng)驗和系統(tǒng)，國內(nèi)這方面研究不足。 針對以上兩個熱點方面，本文一是試圖將MM5中尺度預(yù)報模式引入到波導(dǎo)預(yù)報理論中，并對結(jié)果做了分析。MM5原是針對天氣預(yù)報而設(shè)計的大氣環(huán)境預(yù)報系統(tǒng)，能夠有效進行中尺度范圍大氣情況預(yù)測。但經(jīng)過筆者計算統(tǒng)計，如果將MM5系統(tǒng)用之預(yù)報波導(dǎo)仍有不足，對波導(dǎo)的出現(xiàn)不

3、夠敏感。這說明MM5系統(tǒng)用于波導(dǎo)預(yù)測研究所需精度依然不夠，這可能是該系統(tǒng)內(nèi)部計算機制或者近似程度的問題。二是對計算空間中的場分布介紹了幾種計算模型，重點對拋物型方程在大氣折射指數(shù)分布不均勻條件下的計算方法做了詳細推導(dǎo)，并在平地球系統(tǒng)中實現(xiàn)了理論建模。在理論建模過程中，詳細討論了吸收邊界層和初始場的問題，明確顯示了吸收邊界層不同時對計算結(jié)果的影響。然后通過非平地球模型和平地球模型中真空條件下平面波的仿真驗證了理論模型的有效性。建模之后，對