1 西南交通大学 电磁场与微波技术研究所，四川 成都 610031
2 中国电子科技集团公司 第10 研究所，四川 成都 610036
3 北京应用物理与计算数学研究所，北京 100094
抛物方程是一种模拟电波传播特性的高效模型，但目前抛物方程模型在模拟电波传播时，主要考虑大气的折射效应而忽略了其吸收作用，然而太赫兹波的大气衰减较为严重。通过引入大气分子吸收的复折射率，实现了应用抛物方程模型计算太赫兹波的大气衰减。该模型考虑了大气压强、温度和水汽密度等气象参数随高度变化对大气衰减的影响，且能够针对不同地区和季节的气象条件对大气衰减进行计算，与真实环境更加符合。最后利用该模型仿真分析了0.14 THz波的传播特性，给出了传播损耗随距离和高度的变化，并与忽略大气衰减的结果进行了对比，结果表明抛物方程模型能同时体现太赫兹的大气吸收效应和多径传播效应。
太赫兹波 抛物方程模型 大气衰减 大气复折射率 terahertz wave parabolic equation model atmospheric attenuation complex refractive index of atmosphere 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(2): 175
1 西南交通大学 电磁场与微波技术研究所, 成都 610031
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
复杂地理环境是电波传播不可避免的传播环境，不仅不规则地形会对电波传播产生影响，不同的地表媒质对电波传播也会产生不同的影响。为了使得电波传播特性的预测结果更加地准确有效，通过图像分割算法实现地表环境的简单分类，同时对不同的媒质赋予不同的电磁参数，并结合数字高程模型（DEM)数据，实现了既具有地形起伏信息又具有地表电磁环境参数的复杂地理环境建模。在此基础上，对地表电磁环境信息做了网格剖分处理，利用抛物方程（PE）模型对复杂地理环境下的电波传播特性进行了预测。
图像分割 地表电磁环境 抛物方程模型 电波传播 传播损耗 image segmentation surface electromagnetic environment parabolic equation model radio wave propagation propagation loss 强激光与粒子束
2015, 27(10): 103214
1 西南交通大学 电磁场与微波技术研究所, 成都 610031
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
抛物方程有限差分解法的网格步长严格受波长限制,在求解城市小区电波传播问题时,计算速度明显变慢,为此,基于JASMIN框架研究了抛物方程有限差分解法的并行方法,通过将同一步进面划分成多个网格片,并分配到不同的处理器进行运算,实现了抛物方程有限差分解法的并行计算.与解析解的对比验证了并行程序的正确性,同时通过实例分析了并行程序的高效性,算例表明,抛物方程有限差分解法的求解效率得到了有效的提高.最后,模拟和分析了某一电信基站天线在包含9栋规则建筑物的城市小区环境中的电磁特性,结果表明,该方法能够得到基站在空间各处的信号覆盖强弱,可以为基站选址提供参考.
抛物方程 有限差分解法 JASMIN框架 并行计算 城市小区 parabolic equation finite difference algorithm JASMIN framework parallel method urban cell 强激光与粒子束
2015, 27(8): 083204
西南交通大学 电磁场与微波技术研究所, 成都 610031
针对表面基本由平面构成的散射体,在传统弹跳射线法的基础上,对射线跟踪以及射线求交测试方法进行改进,使得该方法对于分析隐身飞行器等有更好的应用.研究了单根射线与三角形的快速求交方法,同时与弹跳射线法相结合,使用三角形对目标进行两次表面拟合,分别得到用于求交测试的稀疏三角面元,以及用于射线追踪的起始三角面元,利用快速求交方法,完成射线追踪,进行物理光学积分,完成目标远场电磁散射的快速预估,将该方法的计算结果与文献结果进行对比,验证了该方法的可靠性,通过计算不同拟合面元密度下情况下的结果,验证了该算法的高效性.
弹跳射线法 射线与三角形求交 射线追踪 物理光学法 电磁散射 shooting and bouncing rays ray/triangle intersection ray-tracing physical optics electromagnetic scattering 强激光与粒子束
2015, 27(6): 063201
1 西南交通大学 电磁所, 成都 610031
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
为快速预测二维地理环境下的电磁环境特性，应用二维抛物方程模型对电磁环境进行仿真。为了得到真实有效的地形数据，研究了从GeoTiff中抽取网格点上地理信息的方法，并利用双线性插值法计算了任意位置处的高程值。同时研究了地球表面两点之间计算距离的方法，将该方法的计算结果与GIS软件结果进行对比，验证了该方法的可靠性。在标准大气环境下，利用二维抛物方程模型仿真分析了不同距离处不同高度的电波传播传播因子的变化情况，为预测真实地理环境中的电波传播特性提供了一种有效的方法。
SRTM数据 电磁环境 抛物方程模型 电波传播 传播损耗 SRTM data electromagnetic environment parabolic equation method radio wave propagation propagation loss 强激光与粒子束
2014, 26(7): 073211
1 西南交通大学 电磁场与微波技术研究所， 成都 610031
2 北京应用物理与计算数学研究所， 北京 100094
提出了抛物方程的多重非均匀网格模型，以准确求解三维空间存在多辐射源的电波传播问题。通过对不同辐射源建立不同的坐标系，并对其仿真空间采用不同的非均匀网格划分，构建了抛物方程的多重非均匀网格模型。在此基础上，实现了三维多辐射源问题的并行计算。实例仿真了空间存在四个辐射源的电波传播特性。结果表明，抛物方程的多重非均匀网格模型能够准确求解多源的空间电磁场分布特性，且在该算例中，并行技术使得抛物方程的计算速度提升了2.41倍，极大地提高了抛物方程对三维多源问题的求解效率。
抛物方程 多辐射源 多重非均匀网格 并行计算 parabolic equation multi radiating sources multi non-uniform grid parallelism calculation 强激光与粒子束
2014, 26(5): 053202
