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1、第23卷第6期电波科学学报Vol.23,No.62008年12月CHINESEJOURNALOFRADIOSCIENCEDecember,2008文章编号100520388(2008)0621045206基于抛物方程法的部分森林覆盖山区电波3传播分析1,2☆222郭建炎王剑莹龙云亮龚主前(11厦门理工学院电子与电气工程系,福建厦门361024;21中山大学电子与通信工程系,广东广州510275)摘要基于Fourier分步步进法的抛物方程模型求解了山区不规则地形部分森林覆盖环境的电波传播,并分析了
2、森林对电波传播的影响。模型中为了简化边界条件,地形用分段线性函数来近似。然后预测了一个山区部分针叶林覆盖环境的电波传播,得到的结果与实测数据进行对比,二者吻合很好。最后对算法的稳定性与误差进行了分析,本文的模型能处理不规则地形、森林等复杂环境且算法效率高。关键词抛物方程法;Fourier分步步进法;部分森林覆盖;电波传播;地形中图分类号TN011文献标志码AAnalysisofradiopropagationinpartlyforestedterrainenvironmentusingparab
3、olicequationapproach1,2222GUOJian2yanWANGJian2yingLONGYun2liangGONGZhu2qian(11Dept.ofElectronic&ElectricalEngineering,XiamenUniversityofTechnology,XiamenFujian361024,China;21Dept.ofElectronicsandCommunicationEngineering,SunYat2SenUniversity,Guangzhou
4、Guangdong510275,China)AbstractAnalysisofradiopropagationinpartlyforestedterrainenvironmentusingFouriersplit2stepparabolicequationapproachispresented.Theterrainisapproxi2matedbypiecewiselinearsegmentstosimplifyimplementationofboundarycondi2tioninmodel
5、.Thepredictedpropagationinapartlyfirforestedterrainenvironmentisobtainedandcomparedwithmeasurements,goodagreementisreported.Finally,theconvergenceanderrorofthealgorithmisanalyzed.Keywordsparabolicequation;fouriersplit2step;partlyforested;wavepropaga2
6、tion;terrain经验公式无法精确预测电波的多径传播特性。把森引言林等效为有耗介质层,则可用积分方程法解析求解;[2,3]在无线通信、雷达与遥感等依赖无线电波的系LILewei提出了森林的四层模型,Sarabandi分[4]统中都避免不了电波的传播特性分析问题。森林、析了树冠波动的影响。但是森林、地形与大气波地形等复杂环境造成难于精确预测电波传播的特导等复杂环境使得解析法计算量大甚至无法处理,性。中国电波传播研究所对森林电波传播问题进行难于运用到大区域山区电波传播中。抛物方程法[1]了大量
7、研究与实测,提出了适当的经验模式;然而(PE)可处理非均匀媒质与复杂边界条件且可用3收稿日期:20082012071基金项目:广东省自然科学基金(8151027501000102);厦门理工学院人才引进基金(YKJ08012R)☆E2mail:guonetmail@163.com10451046电波科学学报第23卷jkmΔx222Fourier分步步进法快速求解,在对流层电波传播中ψ(x+Δx,z)=e2×F-1{ejΔxk/(1+T′)-p×[5～11]得到广泛运用。抛物方程模型能直接处理大j
8、kmΔxF[e2ψ(x,z)]}(3)[5～7]气波导等非均匀介质环境,通过平移映射法能222[8]式中,m=n-T′/(1+T′)为反映环境因素处理不规则地形边界。阻抗边界条件通过引进混的因子;p为Fourier变换的频域变量,通常可令p合Fourier变换法(MFT)在谱域中处理,且可用离[9～11]=ksinη,η为电波传播方向到水平方向的角度;F是散MFT法(DMFT)快速求解。Fourier分步-1与边界条件相关的Fourier变换,F为对应的逆变步进法是一种迭代算法需要给定初始值,由
