復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

當(dāng)計算區(qū)域選擇在二維坐標(biāo)系中時，引入時諧矢量場Ψ ,其表達(dá)式為：

則得到了二維坐標(biāo)系情況下的標(biāo)準(zhǔn)拋物型方程（SPE）表達(dá)式。

場強(qiáng)的大小或分布取決于在傳播路徑上的損耗情況。求解SPE解時可將場量進(jìn)行分解，分解后的結(jié)果為兩個不同因子的乘積。因此，傳播損耗在數(shù)值上等于傳播空間的傳播損耗（稱為損耗因子）與電磁波發(fā)射天線的空間發(fā)散損耗（稱為傳播因子）之和。

傳播空間的傳播損耗不僅與電磁波的波長或頻率有關(guān)，還與傳播距離的大小有關(guān)，單位為dBW,其表達(dá)式如下：

電磁波發(fā)散損耗的大小，等于參考點處電場值與自由空間中全向天線在同一點處電場值的比值，根據(jù)本文中u 的表達(dá)式，則發(fā)散損耗為：

式中：d 為參考點與天線之間的水平距離，單位為km;λ 為波長，單位為m.

在傳輸平面內(nèi)，總的傳播損耗等于傳播因子和損耗因子對電磁波場量的疊加，從而基于SPE的傳播模型其總的傳播損耗為：

其中電磁波頻率的單位為MHz.利用PE方程確定了無線電磁波的傳播損耗，即可計算接收點的接收功率，確定該點的電磁環(huán)境。

3 復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測系統(tǒng)

基于以上理論分析，構(gòu)建典型場景下的電磁環(huán)境預(yù)測系統(tǒng)。復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測系統(tǒng)由四個模塊組成，即參數(shù)輸入模塊，圖形顯示模塊，操作模塊和結(jié)果顯示模塊。其中，參數(shù)輸入模塊包括典型戰(zhàn)場場景選擇，輻射源及接收點參數(shù)設(shè)置，地圖加載等。復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測系統(tǒng)演示總界面如圖5所示。

場景分為三種，如圖6所示。操作模塊包括輻射源放置，場強(qiáng)預(yù)測，圖形繪制，模型選擇，可以根據(jù)戰(zhàn)場 環(huán)境特點，選擇相應(yīng)模型進(jìn)行圖形繪制與分析。以海戰(zhàn)場為例進(jìn)行復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測，并給出分析結(jié)果。輻射源放置如圖7所示，仿真參數(shù)設(shè)置如下：輻射源頻率1 500 MHz,發(fā)射功率46 dBm,發(fā)射增益16 dB,接收增益為0 dB,系統(tǒng)損耗為3 dB,發(fā)射天線高度為30 m,接收天線高度為1.5 m,收發(fā)天線距離為15 km .