[发明专利]高精度预测地波传播衰减因子的积分方法

说明书

技术领域

本发明属于电波传播理论计算领域，具体涉及一种高精度预测地波传播衰减因子的积分方法。

背景技术

现有地波传播衰减计算采用的主要计算模型和方法有：均匀光滑球面地模型(如：Fock的地波绕射计算方法)、分段均匀光滑球面地模型(如：Millington的经验公式方法、Wait积分方法、波模转换法)、不均匀不光滑球面地模型(如：积分方程方法、抛物线方法)。

早期研究主要采用均匀和分段均匀光滑球面地模型，但预测误差较大。近些年，将积分方程方法用于解决复杂路径地波传播问题具有更好的预测精度，得到了广泛重视和应用。但是用于复杂路径地波传播衰减预测的积分方程方法本身存在如下问题：①在积分方程推导过程中假定地面是平滑的，赫兹矢量只有单一的垂直于地表的分量，当沿传播方向(纵向)地形起伏坡度较大时，预测结果误差较大；②实用的积分方程方法是二维积分方程的一维近似，认为在第一夫累涅尔带内地形横向均匀，从而导致当地形沿横向区域在第一夫累涅尔带内起伏变化较大时，计算结果误差会增大；③积分方程方法是沿传播路径积分到观测点为止，没有考虑积分路径后向的反射场影响，在传播路径后向地形起伏剧烈(陡峭的山脉)或地物突变(如：陆海交界的电导率突变等)时，会引起较大误差。

因此采用积分方程方法在预测地波传播的衰减和延迟时，在地形和地物突变区域的预测误差较大。

电磁场的数值计算可用于对复杂区域电磁场分布的较精确计算，但其占用计算资源较大，在一般计算设备上无法完成地波长距离传播时衰减因子的预测。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度预测地波传播衰减因子的积分方法，解决了现有技术存在的利用积分方程方法在地形和地物突变区域预测衰减因子的误差较大，而利用电磁场的数值计算所占用计算资源过大的问题。

本发明所采用的技术方案是，高精度预测地波传播衰减因子的积分方法，包括以下操作步骤：

步骤1，利用积分方程方法计算入射馈源面上E_z和整个地波传播路径衰减因子的幅度和相位；

步骤2，在地形变化剧烈及地物突变的局部区域选取电磁场数值计算区域，在该区域的电波传播入射馈源面上取积分方程方法计算出的电场E_z分布作为激励源，用电磁场数值计算方法重新计算该区域地波传播衰减因子的幅度和相位；

步骤3，用步骤2得到在地形变化剧烈及地物突变的局部区域的衰减因子幅度和相位代替步骤1得到的积分结果在该区域的衰减因子幅度和相位，得到整个传播路径的地波衰减因子幅度和相位。

其中，在步骤1中利用积分方程方法计算入射馈源面上E_z和整个地波传播路径的衰减因子W_g的公式如下：