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空间等离子体云精细化仿真及传播特性研究
1
作者 谢守志 赵海生 +3 位作者 许正文 任光亮 王成 葛淑灿 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期56-64,共9页
在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流... 在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流量、运载器飞行速度等参量对Sm在电离层中扩散过程的影响。同时,采用射线追踪方法,研究了空间等离子体云的电波传播特性。结果表明释放参数和环境参数对等离子体云的形态和演化过程具有重要影响,等离子云在不同剖面形态各异,沿地磁场方向及风场方向出现明显拉伸,进一步对等离子体云的传播效应产生影响,导致电波在等离子体云不同剖面传播特性出现差异。 展开更多
关键词 电离层 化学物质释放 空间等离子体云 电波传播
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电离层Es电波传播模型研究 被引量:2
2
作者 张雅彬 吴健 +4 位作者 许正文 徐彬 薛昆 赵海生 崔玉国 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期55-61,共7页
考虑大气折射的影响,对不同高度Es层条件下大圆路径传播距离与仰角的关系进行计算.基于电离层Es电子密度时空分布特点,建立高阶Es反射模型;运用高阶修正贝塞尔函数表示电离层Es电子密度扰动的自相关函数,综合考虑电离层Es各向异性结构... 考虑大气折射的影响,对不同高度Es层条件下大圆路径传播距离与仰角的关系进行计算.基于电离层Es电子密度时空分布特点,建立高阶Es反射模型;运用高阶修正贝塞尔函数表示电离层Es电子密度扰动的自相关函数,综合考虑电离层Es各向异性结构的尺度关系,建立高阶Es散射模型.仿真计算Es层VHF斜入射传播衰减与频率、距离的关系.对于反射模型,Es层厚度越厚,电波衰减越大.对于散射模型,Es层不规则体水平尺度相同,垂直水平漂移的尺度越大,衰减越大;而垂直水平漂移的尺度相同,水平尺度越大,衰减越小.无论反射模型还是散射模型,f_0E_s越高,衰减越小;电波工作频率越高,衰减越大.对比建立的模型与VHF链路的测量结果,明确不同强度的电离层Es反射/散射机制,证明了建立模型的正确性. 展开更多
关键词 电离层Es 电波传播 反射模型 散射模型
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空间等离子体云超视距电波传播特性研究
3
作者 张伟 赵海生 +2 位作者 许正文 郝书吉 谢守志 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1064-1073,共10页
通过在电离层中释放易电离金属物质人工生成空间等离子体云,可形成无线电波超视距传播的人工信道.基于人工空间等离子体云信道,可解决短波系统依赖于电离层状态的“靠天吃饭”问题,提升短波通信系统的抗干扰能力;亦可突破电离层的自然... 通过在电离层中释放易电离金属物质人工生成空间等离子体云,可形成无线电波超视距传播的人工信道.基于人工空间等离子体云信道,可解决短波系统依赖于电离层状态的“靠天吃饭”问题,提升短波通信系统的抗干扰能力;亦可突破电离层的自然条件限制,拓展超视距传输的电磁频段范围,实现电波传播的新质能力.本文研究了Sm蒸气在电离层中的物理化学过程,建立了电离层Sm释放物理模型;仿真了空间等离子体云时空演化过程,利用射线追踪方法研究了空间等离子体云的超视距电波特性;建立了空间等离子体云全生命周期超视距散射模型,根据人工等离子体云电子密度强度及分布特性,将几何绕射理论引入人工等离子体云散射场的计算,研究了等离子体云地面散射场的时空变化特性.本文研究为人工空间等离子云超视距信息传输技术研究奠定了坚实基础. 展开更多
关键词 电离层 人工等离子体云 超视距 电波传播 几何绕射理论(GTD)
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高功率微波能量传输特性及电波环境效应研究 被引量:1
4
作者 刘琨 徐彬 +2 位作者 林乐科 卢昌胜 王红光 《空间电子技术》 2013年第3期6-10,共5页
高功率微波能量传输是空间太阳能电站能源系统的关键技术。在能量传播过程中受降雨等因素影响发生衰减。计算结果表明,传输仰角越低,降雨强度越大,能量传输效率越低。非相干散射雷达观测的分析证实了高功率电波的注入使得电离层环境特... 高功率微波能量传输是空间太阳能电站能源系统的关键技术。在能量传播过程中受降雨等因素影响发生衰减。计算结果表明,传输仰角越低,降雨强度越大,能量传输效率越低。非相干散射雷达观测的分析证实了高功率电波的注入使得电离层环境特性发生一定变化,导致电离层电子温度、电子密度增加和不稳定性的发生,并通过计算机模拟,初步探索电子温度、电子密度增加机理,这对研究高功率微波传输特性,建立传播效应模型具有重要的意义。 展开更多
关键词 空间太阳能电站 微波能量传输 电波环境效应 衰减
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乌鲁木齐地区电离层环境长期变化特性研究 被引量:4
5
作者 赵海生 吴振森 +4 位作者 许正文 吴健 张雅彬 徐彬 薛昆 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期398-405,共8页
电离层环境变化对电子信息系统具有重要影响,其可能引起短波通信质量下降甚至中断,导致导航信号闪烁和误差增加等.研究电离层环境特性对于评估空间环境对通信、雷达及导航装备的影响具有重要意义.本文根据乌鲁木齐电波环境观测站50余年... 电离层环境变化对电子信息系统具有重要影响,其可能引起短波通信质量下降甚至中断,导致导航信号闪烁和误差增加等.研究电离层环境特性对于评估空间环境对通信、雷达及导航装备的影响具有重要意义.本文根据乌鲁木齐电波环境观测站50余年数据,研究了乌鲁木齐地区电离层F层临界频率、F层底高、Es层临界频率的日变化、季节变化和长期变化情况,同时根据HWM07高空风场模型研究了乌鲁木齐地区高空风场的昼夜和季节变化特性. 展开更多
关键词 电离层 电离层日变化 电离层季节变化
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电离层中Ba和SF_6复杂释放的电波传播效应研究 被引量:1
6
作者 冯杰 赵海生 +2 位作者 许正文 吴健 徐彬 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期585-591,共7页
单一点源方式的化学物质释放,一般仅能形成较简单的电离层扰动结构,对电磁波的影响频段和影响程度都较为局限,难以对甚高频(Very High Frequency,VHF)以上频段的无线电波产生显著影响.文章提出了一种Ba和SF_6两种不同性质物质组合的复... 单一点源方式的化学物质释放,一般仅能形成较简单的电离层扰动结构,对电磁波的影响频段和影响程度都较为局限,难以对甚高频(Very High Frequency,VHF)以上频段的无线电波产生显著影响.文章提出了一种Ba和SF_6两种不同性质物质组合的复杂释放方法,并利用水平分层介质传播理论,分别以150、400、1 000 MHz三个典型频率为代表,估算了VHF、超高频(Ultrahigh Frequency,UHF)和L频段常用卫星电波信号穿越扰动区后幅度和相位的闪烁情况.仿真结果表明,复杂释放方法产生的电离层扰动结构能够对VHF以上波段信号传播产生显著影响,且信号所受影响随着频率的提高而变弱. 展开更多
关键词 电离层 化学物质释放 传播效应 甚高频 超高频
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对流层电波传播研究与展望 被引量:2
7
作者 赵振维 林乐科 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期591-609,656,共20页
对流层电波传播特性是影响无线电系统性能的重要因素,是电波传播研究的主要领域.本文系统综述了近60年来中国电波传播研究所在无线电气象、地面无线电业务电波传播、空间无线电业务电波传播、电波传播效应对无线电系统影响评估等对流层... 对流层电波传播特性是影响无线电系统性能的重要因素,是电波传播研究的主要领域.本文系统综述了近60年来中国电波传播研究所在无线电气象、地面无线电业务电波传播、空间无线电业务电波传播、电波传播效应对无线电系统影响评估等对流层电波传播不同方向开展的研究和取得的研究进展.在此基础上,最后给出了对对流层电波传播研究的展望. 展开更多
关键词 对流层 电波传播 无线电气象 大气折射 雨衰减 对流层散射 大气吸收 多径衰落 湍流 大气波导
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300 kHz以下频段电波传播研究进展
8
作者 李清亮 张世田 +1 位作者 刘凯 彭怀云 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期574-590,共17页
300 kHz以下频段是深海、深地、深空探测以及远距离通信导航等无线电系统的重要频谱资源,其电波传播特性持续受到人们的关注并得到了快速发展.本文主要介绍中国电波传播研究所和国内相关合作团队在此方面的研究进展.针对对地基导航授时... 300 kHz以下频段是深海、深地、深空探测以及远距离通信导航等无线电系统的重要频谱资源,其电波传播特性持续受到人们的关注并得到了快速发展.本文主要介绍中国电波传播研究所和国内相关合作团队在此方面的研究进展.针对对地基导航授时系统有重要影响的附加二次时延(additional secondary phasefactor,ASF),发展了理论与实验测量相结合满足工程需要的ASF修正模型.针对水中目标探测和电磁辐射问题,发展了跨海面(床)电波传播时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)计算方法,相对于传统的Sommerfeld积分方程,解决复杂问题的能力大幅提升.针对空间环境探测与应用涉及的星-地链路问题,分别从全波解、积分方程和FDTD三种方法出发,解决了地基或天基VLF辐射源跨介质传播计算,建立了各向异性电离层中线天线分析理论方法.针对VLF地-电离层波导远距离传播问题,在传统波导模理论的基础上,发展了有限元法(finite element method,FEM)和测算融合方法,前者为昼夜过渡区波模转换提供了解决途径,后者为传播链路高精度预测奠定了基础.最后,从计算方法和计算中所用物理参数两方面,提出了研究展望. 展开更多
关键词 300 kHz以下频段 电波传播 ASF 地-电离层波导 跨介质传播 电离层中线天线
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电离层化学物质释放实验最新研究进展 被引量:7
9
作者 许正文 赵海生 +5 位作者 徐彬 薛昆 吴健 冯杰 马征征 李辉 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期221-226,共6页
综述了化学物质释放方式空间物理主动实验的由来、发展和最新研究状况,尤其是美国、俄罗斯最近五年实施的五个计划的10余次实验,分析了代表性空间物理主动实验的释放物种类、实验目的和主要的实验结果,以及其中存在的关键物理和技术问题... 综述了化学物质释放方式空间物理主动实验的由来、发展和最新研究状况,尤其是美国、俄罗斯最近五年实施的五个计划的10余次实验,分析了代表性空间物理主动实验的释放物种类、实验目的和主要的实验结果,以及其中存在的关键物理和技术问题.有关综述、分析和趋势展望,对我们开展电离层物理研究及后续空间主动实验具有很好的参考价值. 展开更多
关键词 化学物质释放 等离子体耗空 等离子体增强 空间物理主动实验
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对流层大气波导超视距传播技术研究与展望 被引量:3
10
作者 康士峰 张玉生 +1 位作者 王红光 郭相明 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期610-624,共15页
全面介绍了中国电波传播研究所建所60年来,在对流层大气波导超视距电波环境及传播专业领域的研究及其应用情况,主要包括对流层大气波导机理与预测模型研究、大气波导探测感知与预测预报方法、超短波/微波超视距传播算法、无线电信息化... 全面介绍了中国电波传播研究所建所60年来,在对流层大气波导超视距电波环境及传播专业领域的研究及其应用情况,主要包括对流层大气波导机理与预测模型研究、大气波导探测感知与预测预报方法、超短波/微波超视距传播算法、无线电信息化系统装备超视距验证评估及信息保障等反映该领域国内相关技术的发展历程和最新研究成果,并结合实际应用需求提出了未来技术的发展趋势. 展开更多
关键词 对流层大气波导 电波环境 超视距传播 超短波 微波
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电离层暴时经验模型STORM在中国区域的适应性研究 被引量:2
11
作者 王世凯 柳文 +3 位作者 鲁转侠 郭延波 孔庆颜 冯静 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期132-140,共9页
利用中国区域内9个垂测站1976—1987年一个太阳活动周期的电离层暴时f_0F_2数据,统计分析了电离层暴事件的等级,以及不同等级的电离层暴随季节和地磁纬度的分布特征.研究发现,中小型电离层暴在春秋季发生的概率较大,不同季节的发生次数... 利用中国区域内9个垂测站1976—1987年一个太阳活动周期的电离层暴时f_0F_2数据,统计分析了电离层暴事件的等级,以及不同等级的电离层暴随季节和地磁纬度的分布特征.研究发现,中小型电离层暴在春秋季发生的概率较大,不同季节的发生次数与地磁纬度具有明显的关系.利用STORM模型对电离层暴时f_0F_2和大型及特大型电离层暴时f_0F_2的预测值与月中值进行了比较.结果表明,除了冬季误差增大外,发生电离层暴时STORM模型能够有效地改善月中值模型.增加中国的暴时数据,并提高对冬季的暴时参数f_0F_2的预测是改善STORM模型的重要因素.建立合适的暴时指数来预测f_0F_2是未来研究的重点. 展开更多
关键词 F2层临界频率 电离层暴 地磁指数 STORM模型
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26 GHz室内簇的时变特性及建模研究 被引量:2
12
作者 赵雄文 王琦 +1 位作者 张蕊 李树 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期144-150,共7页
基于室内大规模单输入多输出(Single-Input Multiple-Output,SIMO)测试,开展了26GHz毫米波无线信道簇变化量的时变特性建模研究.首先针对构建2020年信息社会的无线通信关键技术(Mobile and Wireless Communications Enablers for the Tw... 基于室内大规模单输入多输出(Single-Input Multiple-Output,SIMO)测试,开展了26GHz毫米波无线信道簇变化量的时变特性建模研究.首先针对构建2020年信息社会的无线通信关键技术(Mobile and Wireless Communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society,METIS)标准中分簇算法的不足进行改进,然后通过对功率时延谱求包络,来去除簇内射线及噪声对分簇结果的影响,在此基础上进行分簇会得到更加合理的结果.办公室环境下大规模虚拟天线阵列测试数据的分析结果表明,簇数目的变化量服从正态分布,经过不同时间簇数目变化量的均值和方差与二次函数较吻合.因此,将办公室场景下簇数目的变化量建模成均值和方差为二次函数的正态分布是合适的. 展开更多
关键词 大规模SIMO 分簇算法 包络 簇数目 26 GHZ
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14.1 GHz海上微波超视距传播衰落斜率特性研究 被引量:1
13
作者 李磊 吴振森 +3 位作者 林乐科 卢昌胜 张利军 王红光 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1164-1169,共6页
传输损耗衰落斜率特性的研究对于对流层微波超视距传播系统的抗衰落设计和评估有重要的意义.根据在我国黄渤海区域进行的一次14.1 GHz微波超视距传播试验,结合散射抛物方程,高级折射效应预报系统(Advanced Refractive Effects Prediciti... 传输损耗衰落斜率特性的研究对于对流层微波超视距传播系统的抗衰落设计和评估有重要的意义.根据在我国黄渤海区域进行的一次14.1 GHz微波超视距传播试验,结合散射抛物方程,高级折射效应预报系统(Advanced Refractive Effects Predicition System,AREPS)以及当地的气象数据分析了其衰落损耗数据的可用性;重点研究了其衰落斜率特性,根据其衰落斜率特性分析了电磁波通过波导、超折射、对流层散射三种环境及其共同作用进行超视距传播时信号的稳定性. 展开更多
关键词 衰落斜率 微波 超视距 大气波导 超折射 对流层散射
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极区中层夏季回波反射特性随频率变化的研究 被引量:2
14
作者 李海龙 吴健 +3 位作者 张永 黄际英 王茂琰 徐彤 《中国电子科学研究院学报》 2008年第5期474-477,共4页
极区中层夏季回波(PMSE)是发生在夏季极区中层顶的一种异常强大的雷达回波。在极区中层顶区域存在大量的带电尘埃粒子,并出现明显的分层结构。采用分层介质波传播理论,分别分析频率在53.5 MHz,224 MHz,931 MHz情况的信噪比。结果表明,... 极区中层夏季回波(PMSE)是发生在夏季极区中层顶的一种异常强大的雷达回波。在极区中层顶区域存在大量的带电尘埃粒子,并出现明显的分层结构。采用分层介质波传播理论,分别分析频率在53.5 MHz,224 MHz,931 MHz情况的信噪比。结果表明,利用分层介质理论得到的信噪比在53.5 MHz得到的结果与实验结果非常类似,并且随频率的增加,雷达信噪比明显减弱,与实验统计结果一致,可见利用分层介质理论是解释PMSE产生机制的又一重要理论结果。 展开更多
关键词 极区中层夏季回波(PMSE) 尘埃等离子体 信噪比(SNR)
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拉萨地区电离层长期变化特性研究 被引量:3
15
作者 高敬帆 赵海生 +4 位作者 徐朝辉 许正文 冯杰 李辉 马征征 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期701-707,共7页
电离层环境变化对电子信息系统有重要影响,因此电离层变化特性研究具有重要意义.文中根据拉萨电波环境观测站30余年数据,研究了拉萨地区电离层F层临界频率f_oF_2、F层底高h′F、Es层临界频率f_oE_s的日变化、季节变化和长期变化情况,得... 电离层环境变化对电子信息系统有重要影响,因此电离层变化特性研究具有重要意义.文中根据拉萨电波环境观测站30余年数据,研究了拉萨地区电离层F层临界频率f_oF_2、F层底高h′F、Es层临界频率f_oE_s的日变化、季节变化和长期变化情况,得到一些有意义结论:电离层f_oF_2全年均值介于3~11MHz,日变化显著,季节变化明显,随太阳活动变化幅度较大;电离层h′F全年均值介于200~420km,日变化显著,随季节变化不明显,与太阳周期变化呈正相关关系;电离层f_oE_s全年均值介于1~7 MHz,日变化显著,季节变化显著(夏季明显高于其他季节),太阳周期变化不明显.研究电离层环境的长期变化特性,获取电离层参数长期变化规律,对通信导航、航天器等装备的设计和运行维护具有重要意义. 展开更多
关键词 拉萨 电离层 日变化 季节变化
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弱电离尘埃等离子体环境下天线辐射特性研究
16
作者 毛鹏荣 郜参观 +1 位作者 徐彬 石雁祥 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1057-1063,共7页
研究了弱电离尘埃等离子体环境下天线的辐射特性.通过仿真实验得到了半波偶极子天线与双频微带天线的回波损耗、EH面增益方向图、三维辐射方向图.结果表明,在弱电离尘埃等离子体环境下,两款天线的谐振频率会产生偏移,其偏移量与环境温... 研究了弱电离尘埃等离子体环境下天线的辐射特性.通过仿真实验得到了半波偶极子天线与双频微带天线的回波损耗、EH面增益方向图、三维辐射方向图.结果表明,在弱电离尘埃等离子体环境下,两款天线的谐振频率会产生偏移,其偏移量与环境温度有关,且带宽也会相应地发生变化.因此,在建立通信系统时,除了要考虑尘埃等离子体的电波衰减影响,天线的回波损耗及谐振点的变化也是需要考虑的因素. 展开更多
关键词 尘埃等离子体 介电常数 谐振频率 回波损耗
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高频天波返回散射回波谱实验研究 被引量:21
17
作者 焦培南 凡俊梅 +3 位作者 吴海鹏 孙广俊 李铁成 鲁转侠 《电波科学学报》 EI CSCD 2004年第6期643-648,共6页
用中国电波传播研究所高频天波返回散射探测站进行的我国首次陆地 /海洋回波谱的实验研究 ,其中包括自行研制的实验设备 ,实验结果。介绍了获得海洋回波谱的信号处理方法 ,并由海洋回波Doppler谱计算了电离层状参数和风向、海流等海洋... 用中国电波传播研究所高频天波返回散射探测站进行的我国首次陆地 /海洋回波谱的实验研究 ,其中包括自行研制的实验设备 ,实验结果。介绍了获得海洋回波谱的信号处理方法 ,并由海洋回波Doppler谱计算了电离层状参数和风向、海流等海洋状态参数。 展开更多
关键词 高频天波返回散射 海洋回波Doppler谱 风向 洋流
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多输入多输出宽带时变信道分布散射模型研究 被引量:10
18
作者 张蕊 张利军 +2 位作者 原梦钰 康士峰 赵振维 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期73-78,共6页
基于多输入多输出(MIMO)窄带分布式散射模型和Kronecker信道模型,导出了宽带分布式散射模型的信道冲激响应矩阵,并利用蒙特卡洛方法和离散傅里叶变换,分别得到随机的时域信道矩阵和频域信道矩阵,建立了MIMO宽带分布式散射模型。在此基础... 基于多输入多输出(MIMO)窄带分布式散射模型和Kronecker信道模型,导出了宽带分布式散射模型的信道冲激响应矩阵,并利用蒙特卡洛方法和离散傅里叶变换,分别得到随机的时域信道矩阵和频域信道矩阵,建立了MIMO宽带分布式散射模型。在此基础上,通过对复高斯白噪声进行多普勒滤波的方法,实现了对MI-MO时变、宽带信道时域衰落特性的仿真。上述结果可用于分析和评估MIMO宽带移动通信系统的性能。 展开更多
关键词 MIMO 分布式散射模型 宽带 时变 信道容量 多普勒滤波
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蒸发波导微波超视距信道衰落特性研究 被引量:11
19
作者 王红光 张利军 +1 位作者 郭相明 吴振森 《微波学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期1-5,共5页
针对利用海上蒸发波导效应的微波超视距通信,在三条不同距离跨海电路上开展了外场试验。基于测试数据,统计L、S、C和X频段超视距信道的衰落幅度、深度和速率,对比分析了蒸发波导和对流层散射信道的快衰落特性。并根据大气波导和对流层... 针对利用海上蒸发波导效应的微波超视距通信,在三条不同距离跨海电路上开展了外场试验。基于测试数据,统计L、S、C和X频段超视距信道的衰落幅度、深度和速率,对比分析了蒸发波导和对流层散射信道的快衰落特性。并根据大气波导和对流层散射传播预测模型,统计比较了实测和模型预测路径传播损耗。结果表明与对流层散射信道相比,蒸发波导信道衰落幅度、衰落深度和衰落速率均较小,传播预测模型可有效的预测蒸发波导的慢衰落特性。 展开更多
关键词 蒸发波导 衰落特性 对流层散射 抛物方程 传播损耗
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东亚地区Es特性研究 被引量:7
20
作者 赵海生 许正文 +1 位作者 吴振森 吴健 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期38-45,共8页
Es是发生在电离层E层高度上的偶发不规则结构,其电子密度最高可达E层背景电子密度的100倍以上.远东地区是全球Es的高发区,其相关研究具有独特性和典型性,该地区Es形态学特性的深入研究对于探索Es成因及揭示其本质具有重要意义.本文利用... Es是发生在电离层E层高度上的偶发不规则结构,其电子密度最高可达E层背景电子密度的100倍以上.远东地区是全球Es的高发区,其相关研究具有独特性和典型性,该地区Es形态学特性的深入研究对于探索Es成因及揭示其本质具有重要意义.本文利用中国电离层垂测网50余年的垂测数据,结合日本垂测网数据对东亚地区Es的强度特性、空间分布特性、日变化、季节变化以及长期变化趋势进行了深入分析,得到一些有意义的结论. 展开更多
关键词 偶发E层 Es强度 空间分布 日变化 季节变化 长期趋势
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