恶劣环境下对流层散射信道衰减模型
2019年无线电工程第49卷第1期47一doi:10.3969/j.issn.1003-3106.2019.01.10引用格式:刘赞,陈西宏,薛伦生,等.恶劣环境下对流层散射信道衰减模型[J].无线电工程,2019,49(1):47-51.[LIU Zan,CHEN Xihong,XUE Lunsheng,et al.Attenuation Model for Troposphere Communication under Harsh Weather Conditions [J].Radio Engineering,2019,49(1):47-51.]
恶劣环境下对流层散射信道衰减模型
刘一赞,陈西宏,薛伦生,刘晓鹏,刘永进
(空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051)
摘一要:针对现有的对流层散射损耗模型中的缺陷,研究了雨二雪二雾等恶劣气象环境下,对流层散射通信的电波能量衰减三分析了传统晴空大气下对流层散射损耗的计算方法和变化规律,在恶劣气象环境下,研究了雨二雪二雾等恶劣环境下电磁波的衰减率计算方法以及变化规律三同时为避免路径计算的不合理性,研究了恶劣气象环境对应不同的电磁波路径模型三为全天候二各种气象条件下更好地实现对流层散射通信,建立具有一定参考价值的衰减模型提供依据三
关键词:对流层散射通信;电波衰减;恶劣气象条件
中图分类号:P228一一一文献标志码:A一一一文章编号:1003-3106(2019)01-0047-05
Attenuation Model for Troposphere Communication under Harsh Weather Conditions
LIU Zan,CHEN Xihong,XUE Lunsheng,LIU Xiaopeng,LIU Yongjin
(Air and Missile Defense College ,Air Force Engineering University ,Xi an 710051,China )Abstract :To solve the shortcomings of calculating attenuation of troposphere communication,we analyzed the attenuation model of hydro-meteors:rain,snow and fog.We discussed the characteristics of those meteors.Then,we analyzed the way to calculate specific attenuations.And we proposed the method to calculate the path of electromagnetic wave in harsh weather.The consequence can provide help for establishing attenuation model of tropospheric communication,and also can improve communication quality.Key words :tropospheric communication;attenuation;harsh weather condition 收稿日期:2018-03-20
基金项目:国家自然科学基金资助项目(61671468,61701525)0一引言
对流层散射通信是利用对流层对无线电波散射
或反射而产生的一种超视距无线通信方式,具有单
跳跨距大二越障能力强二抗核爆和抗截获能力好等优
点[1-5]三现如今,在卫星通信的安全性和保密性不高,微波通信受限于地形和地球曲率以及光纤通信机动性差的情况下,对流层散射通信在军事和民用等通信领域有着广阔的应用前景三对流层的散射效应以及通信的长路径给无线电波能量带来了高损耗三为更好地提高对流层散射通信质量,如今有多篇文献研究对流层散射损耗[6-11]三
文献[6]中针对在高仰角下对流层散射通信情况,研究了对流层散射通信的损耗计算方案三文献[7]中给出了对流层超视距无源探测天线不对准时的对流层散射偏移损耗的计算方法三但上述文献分析对流层散射损耗时,多基于晴空大气,并未考虑恶劣气象环境下的对流层散射损耗三目前散射通信所使用的载波频率多在10GHz 以下,而随着载波频率上扩,无线电波波长和雨雪等粒子之间的尺寸差异越来越具有可比性,因此雨二雪等恶劣天气造成电波衰
减必须考虑三目前,有多个模型计算雨雪等粒子对
卫星和微波信号造成的衰减三但其通信方式和机理
与对流层散射通信有较大的差异,因此不适用于对
流层散射通信三
本文研究了雨二雪二雾等恶劣气象环境下,对流
层散射通信的电波能量衰减,研究了其衰减率计算
公式以及恶劣气象环境对应3种不同路径模型,为
全天候,各种气象条件下更好地实现对流层散射通
信,建立具有一定参考价值的衰减模型提供依据三信号与信息处理