拋物型方程的有限差分解法及其在復雜電磁環(huán)境中的應用.pdf

1、研究電磁波的長距離傳播對移動通信和電磁環(huán)境研究都具有重要意義。影響電磁波傳播的環(huán)境因素主要是阻抗邊界和傳播介質，現(xiàn)代信息技術和科學研究的進展表明，準確地預測電磁波在復雜環(huán)境下的傳播不僅有利于提高通信質量，也能通過對接收信號的分析來研究傳播介質和邊界的特性。本文研究了電磁波傳播理論和數(shù)值計算方法，包括初始場、地形邊界和傳播空間等模型，預測了電磁波在各種復雜電磁環(huán)境下的傳播損耗，并介紹了理論算法在實際中的應用。
　　 本文推導了從麥

2、克斯韋方程組到拋物型方程(PE)的近似過程，并且在阻抗邊界條件下使用有限差分法(FDM)分別求解了窄角和寬角拋物型方程的解。為了求其數(shù)值解，根據(jù)天線理論求解了適用于PE的高斯天線初始場，改進了傳統(tǒng)的漢寧窗模型提高吸收層的吸收效果，使用了階梯模型和分段線性地形模型來處理復雜地形。在地形傳播的應用上，簡要地介紹了后向反射波、逆算法和目標定位的計算方法。在大氣波導中的傳播方面，研究了波導形成的條件和種類，模擬了典型波導環(huán)境中的傳播。詳細地研究

3、了低仰角GPS信號在海平面的傳播模式，改進了現(xiàn)有的GPS初始場模型并修正了包含星地路徑的傳播損耗公式，提出了一種圓極化波傳播的算法。計算了GPS信號在典型大氣波導中的傳播，通過計算結果總結了GPS信號與一般高斯天線的不同之處。在實例計算時，通過與傅里葉算法和AREPS的結果對比來證明本文的FDM是有效的。
　　 本文的成果是實現(xiàn)了拋物型方程的有限差分法解法，解決了解法本身及其用于復雜電磁環(huán)境問題中的幾個關鍵問題，通過與相關研究結