復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

當(dāng)計(jì)算區(qū)域選擇在二維坐標(biāo)系中時(shí)，引入時(shí)諧矢量場(chǎng)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(chǎng)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(shí)可將場(chǎng)量進(jìn)行分解，分解后的結(jié)果為兩個(gè)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(zhǎng)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(diǎn)處電場(chǎng)值與自由空間中全向天線在同一點(diǎn)處電場(chǎng)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(diǎn)與天線之間的水平距離，單位為km;λ 為波長(zhǎng)，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(duì)電磁波場(chǎng)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(jì)算接收點(diǎn)的接收功率，確定該點(diǎn)的電磁環(huán)境。

3 復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測(cè)系統(tǒng)

基于以上理論分析，構(gòu)建典型場(chǎng)景下的電磁環(huán)境預(yù)測(cè)系統(tǒng)。復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測(cè)系統(tǒng)由四個(gè)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(chǎng)場(chǎng)景選擇，輻射源及接收點(diǎn)參數(shù)設(shè)置，地圖加載等。復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測(cè)系統(tǒng)演示總界面如圖5所示。

場(chǎng)景分為三種，如圖6所示。操作模塊包括輻射源放置，場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)，圖形繪制，模型選擇，可以根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng) 環(huán)境特點(diǎn)，選擇相應(yīng)模型進(jìn)行圖形繪制與分析。以海戰(zhàn)場(chǎng)為例進(jìn)行復(fù)雜電磁環(huán)境預(yù)測(cè)，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 .