电波传播模型选择及场强预测方法

第1章 绪论1

/1.1 电磁频谱管理的挑战1

/1.2 研究电波传播模型的意义2

/1.3 影响电波传播的环境3

/1.3.1 对流层4

/1.3.2 平流层4

/1.3.3 电离层5

/1.4 电波传播特性及其应用6

/1.5 电波传播模型的分类7

/1.6 本书构架8

/第2章 自由空间传播模型10

/2.1 基本定律10

/2.1.1 静止电荷与静电场10

/2.1.2 恒定电流与静磁场12

/2.1.3 时变磁场激发的电场14

/2.1.4 时变电场激发的磁场14

/2.1.5 麦克斯韦方程组15

/2.2 平面波的传播和辐射18

/2.2.1 平面电磁波18

/2.2.2 平面波的极化19

/2.3.3 平面波的辐射20

/2.3 通信链路的传播23

/2.3.1 点到面链路23

/2.3.2 点对点链路24

/2.3.3 层波特性25

/2.3.4 变换公式26

/2.3.5 功率预算26

/2.4 雷达系统的传播27

/第3章 地—电离层波导模传播模型28

/3.1 传播机理28

/3.1.1 传播特点28

/3.1.2 影响因素29

/3.2 模方程33

/3.2.1 各向异性低电离层极化率矩阵33

/3.2.2 电离层全波反射系数矩阵34

/3.2.3 电离层等效反射系数矩阵36

/3.2.4 地反射系数矩阵38

/3.3 模场参数39

/3.3.1 参数分析方法39

/3.3.2 典型计算结果42

/3.4 场强预测46

/3.4.1 均匀路径传播46

/3.4.2 缓变路径传播47

/3.4.3 突变路径传播47

/3.4.4 水（地）下场的计算48

/第4章 地波传播模型49

/4.1 均匀光滑地面的传播模型49

/4.1.1 均匀光滑平面地的传播49

/4.1.2 均匀光滑球面地的传播50

/4.1.3 平面地传播与球面地传播适用范围54

/4.1.4 ITU-R P.368建议的传播曲线55

/4.2 分段均匀路径的传播模型62

/4.2.1 分段均匀的平面地面上的地波传播62

/4.2.2 分段均匀的球形地面上的地波传播65

/4.2.3 Millington经验公式67

/4.3 地下或海水中的渗透传播模型68

/4.3.1 平静海（地）面情况下水（地）下传播损耗和相延68

/4.3.2 海浪起伏引起的水下VLF传播相位和衰减因子的脉动69

/第5章 天波传播模型70

/5.1 低频天波传播模型70

/5.1.1 收发角与入射角71

/5.1.2 地面的反射系数74

/5.1.3 电离层反射系数74

/5.1.4 电离层聚焦因子76

/5.1.5 天线的背景因子78

/5.1.6 传播路径的长度82

/5.2 中频天波传播模型83

/5.2.1 波动势83

/5.2.2 天波射线斜距84

/5.2.3 海洋增益因子84

/5.2.4 极化耦合损耗因子86

/5.2.5 电离层损耗因子87

/5.2.6 小时损耗因子87

/5.2.7 太阳活动性损耗因子88

/5.2.8 传播常数88

/5.3 高频天波传播模型88

/5.3.1 控制点89

/5.3.2 电离层传播参数90

/5.3.3 接收场强92

/第6章 超短波微波地面传播模型99

/6.1 确定性预测模型99

/6.1.1 视距传播模型100

/6.1.2 绕射传播模型101

/6.1.3 对流层散射传播模型108

/6.1.4 对流层波导传播模型109

/6.2 经验/半经验预测模型111

/6.2.1 Egli模型111

/6.2.2 Okumura 模型111

/6.2.3 Okumura-Hata模型112

/6.2.4 Lee模型113

/6.2.5 GB/T 14617.1—93模型113

/6.2.6 Rec.ITU-R P.1546模型128

/第7章 航空移动和导航传播模型162

/7.1 传播机理162

/7.2 预测方法162

/7.3 传播曲线162

/7.4 预测流程169

/7.4.1 传输损耗作为天线高度插值170

/7.4.2 传输损耗作为距离函数的插值171

/7.4.3 传输损耗作为频率函数的插值171

/7.4.4 传输损耗作为时间百分比函数的插值171

/7.5 场强换算171

/第8章 地空传播模型172

/8.1 大气衰减172

/8.2 晴空效应173

/8.2.1 波阵面不相干性导致的天线增益降低173

/8.2.2 波束扩展损耗173

/8.3 降水衰减174

/8.3.1 年均衰减统计的预测174

/8.3.2 降水事件的特性176

/8.4 云雾衰减177

/8.5 闪烁效应177

/8.5.1 对流层闪烁177

/8.5.2 电离层闪烁181

/8.6 综合预测模型185

/8.6.1 固定业务预测模型185

/8.6.2 陆地移动业务预测模型185

/8.6.3 海事移动业务预测模型187

/8.6.4 航空移动业务预测模型189

/第9章 电波传播模型选择流程190

/9.1 HF及以下频段传播模型选择190

/9.2 VHF/UHF及以上频段电波传播模型选择191

/9.3 VHF/UHF及以上频段地面业务传播模型选择191

/9.4 地空传播损耗计算流程194

/附录A 电磁频谱的基本术语196

/附录B 单位和符号201

/附录C 一些典型介质的基本常量203

/参考文献205

本书根据电磁场与电磁波基础理论、国际电联以及国内外多年的研究成果，给出9 kHz～300 GHz频段内各类无线电业务在不同环境中的电波传播模型选择、场强预测方法以及电波传输模型选择流程，适用于无线电装备研制论证、无线电台站规划设置、电磁干扰分析、电磁频谱管理、电磁兼容性分析等领域，能够为电磁环境的定量化描述提供重要的工程应用价值。【作者简介】王月清，海军电子工程大学电子工程学院通信工程系教授，多年从事电波传播模型研究工作，具有丰富的实践经验，发表论文多篇。