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1、第22卷第5期计算机仿真2005年5月文章编号:1006-9348(2005)05-0052-04基于MATLAB微波低层大气传播轨迹数值仿真1,2222孙远召,周东方,牛忠霞,侯德亭(1.武警工程学院研究生队,陕西西安710086;2.信息工程大学通信工程系,河南郑州450002)摘要:微波在低层大气传输过程中,由于折射,射线将发生弯曲,因此在模拟微波传输轨迹时,必须对电波传输进行折射修正。文章首先介绍了折射率的计算模式和方法,折射率的计算基于具体地区的低层大气气象数据,进而依据球面几何定理和电波传输理论建立了模拟
2、微波低层大气传播轨迹的数学模型,该模型通过对地心夹角等分,将射线轨迹分为若干个段,并分别计算出各段对应点的经纬度和高度。最后根据测得的气象数据利用MATLAB对射线轨迹进行了仿真,从而说明该模型的有效性。关键词:微波;大气折射率;传播轨迹;数值仿真中图分类号:TP391.9文献标识码:ANumericSimulationofMicrowavePropagationPathinLowerAtmosphereBasedonMATLAB1,2222SUNYuan-zhao,ZHOUDong-fang,NIUZhong-xia,HOUDe
3、-ting(1.PostgraduateDepartmentoftheEngineeringCollegeoftheArmedPoliceForce,XianShanxi710086,China;2.DepartmentofCommunicationEngineering,InformationEngineeringUniversity,ZhengzhouHenan450001,China)ABSTRACT:Whenthemicrowaveispropagatinginatmosphere,thepathcurvesduetothe
4、effectofatmosphericrefraction.Sotherefractionmustbeconsideredwhenthemicrowavepropagationpathissimulated.Firstthemethodoftherefractiveindexcalculationisproducedinthispaper,whichisbasedontheweatherdatainsomearea.Thenbasedonspheregeometrytheoremandelectricwavepropagationt
5、heory,thepropagationpathmodelofthemicrowaveinloweratmosphereisbuilt.Thepropagationpathofthemicrowaveisdividedintosomesectionsbytheshareofgeocentricseparationangleandthelongitude,latitudeandaltitudeofeveryseparationpointareworkedoutinthemodel.Finallytheradialtraceissimul
6、atedusingMATLABaccordingtothemeasuredweatherdata.Sothevalidityofthemethodisprovedwiththesimulationresult.KEYWORDS:Microwave;Atmosphericrefractionindex;Propagationpath;Numericsimulation1引言本文根据球面几何计算方法和电波传播理论建立了仿真微由于大气空间分布的非均匀性,导致折射指数具有非均波传播轨迹的数学模型,该模型在考虑折射率变化的情况匀的空间变化,
7、微波在其中的传播速度小于光速,并呈现相下,将微波传播轨迹按地心夹角等分成若干段,根据已知初应的空间变化,从而引起波阵面的偏转,即大气折射效应。始数据可以计算出各等分点的地理坐标和高度。利用MAT由于折射,微波的传播射线会发生弯曲。在未考虑电波传播LAB为该数学模型编制了计算程序,最后针对一组初始值进折射效应时,认为电波是直线传播的,此时所测目标的仰角、行了轨迹仿真,以数值仿真结果证明了本文所建模型的有效距离和高度等参量,均为视在值,必须进行折射误差修正才性。能获得目标的真实位置。特别是在低仰角和远距离的情况下,折射效应更为严重。比如
8、,当仰角小于3度,300Km以远2大气折射率随高度的变化特性及分布模式的目标,仰角和高度的误差分别为10%和30%以上。因此,在电波折射修正中所用到的大气参数是大气折射率,而在模拟高功率微波大气传输轨迹时,必须考虑大气
