（一）项目的来源及其研究意义
项目的来源及其意义：我国位于亚洲大陆的东南部，雄踞北太平洋西侧，邻近有渤海、黄海、东海和南海四大海区，海岸线总长度达公里，海洋国土面积近万平方公里，海域辽阔。辽阔的海洋占地球总面积的四分之三,每天都有成千上万只不同类型、不同大小、不同任务的船泊航行在不同的海域中。未来海战中作战武器威力的充分发挥与海战的胜负，主要取决于电子战的作战方式与战斗效能，取决于依赖于各种电子设备或电子系统的现代先进武器系统威力的发挥。未来海战是高科技军事力量的较量，战斗效益的发挥需要战场环境条件的有力保障，而海上大气环境特性研究正是提供这一保障的基础性、超前性工作，海上的一切军事活动都要以海洋环境的特点为基础。海面上电磁波的传播特性对海上、海岸运作的在役微波雷达、通信和侦察等电子系统均会产生显著影响，已成为国内国防中急需解决的实际问题。随着无线电电子系统性能要求与工作频率的提高，如何克服海面上大气反常传播给电子系统性能带来的负面影响，更好地了解低空大气及其动态特性，对雷达、通信、光电传感器、自动目标识别和作战任务规划的指挥和控制来说至关重要。同时，如何利用海面上大气反常传播这一现象来提高电子系统的工作效能，并对各种大气环境参数进行遥感、遥测，通过研究大气波导环境中各种气象条件、战场条件下的电波传播特性以及提高电波传播特性建模的精确性，使海面上电波传播特性研究的重要性变得十分突出。
（二）研究工作总结
1、项目基本情况
本项研究的目标是根据大气边界层理论中Monin-Obukov相似理论，对影响蒸发波导的不同气象要素进行分析，从波导模理论出发，根据电波在陆地大气中的传播特点来研究海面上电波的传播特征、海水对电磁波传播的反射与折射以及海面上大气蒸发和海洋气候条件等复杂的环境变化对电磁波传播的空间场分布的影响，其研究结果可以更好地为我国海上、海岸运作的在役微波雷达、通信和侦察等电子系统服务。
本项目是通信与信息技术和海洋技术交叉的一项应用基础性研究，有一定的难度。项目研究从年1月正式立项开始，至今进行了近两年的时间，项目组认真工作，克服了许多困难，比较好地完成了研究任务，基本实现了原定研究目标。
由于研究范围和研究条件的限制，在研究过程中，部分研究内容和目标作了调整，但总体上还是围绕原定研究计划进行的。
2.主要研究内容：
原定主要研究内容包括：
(1)、海面上电波的传播特征；
(2)、海水对电磁波传播的反射与折射以及海面上大气蒸发和海洋气候条件等复杂的环境变化对电磁波传播的空间场分布的影响；
为了实现本项目的研究目标，完成平台建设的技术准备工作，项目执行过程中主要研究了以下内容：
（1）、根据大气边界层理论中Monin-Obukov相似理论，对影响蒸发波导的不同气象要素进行了分析研究；
（2）、应用耦合波理论和现代信号分析处理技术，研究了运行于太赫兹频率下同轴布喇格结构的带隙重叠现象；
（3）、探讨了同轴布喇格反射器的多模耦合理论Fortran模拟与CST商业软件进行了数值模拟比较研究。
3、项目执行情况
（1）、开展项目调研
根据项目计划，通过对三亚市海事局和相关的一些单位进行了深入调研，主要了解海面上电波的传播特性、海面上大气蒸发和海洋气候条件等复杂的环境变化对电磁波传播的空间场分布的影响等等，查阅相关资料，并收集了一批与本项目有关的数据资料。
（2）、开展资料收集整理及分析
通过收集资料，学习相关文献资料，掌握电磁波在陆地上传播的特性和相关电磁计算软件的用法，建立模型，对陆地上电波的传输进行数值模拟，并与相关实验报导比较，确认模型可靠性，为后续的研究工作奠定了技术基础。
（3）、提出方案
在对调研情况和有关资料进行总结的技术上，本着“先进性”、“可靠性”、“开放性”、“安全性”、“扩充性”和“可管理性”等系统设计原则，提出了建设方案：建立模拟模型，对陆地上大气中电波波导传播的特性进行模拟研究，并与报导的实验结果相比较，确认理论和模型的可靠性；然后再对海面上电波波导的传播特征、海水对电磁波传播的反射与折射以及海面上大气蒸发和海洋气候条件等复杂的环境变化对电波波导传播的空间场分布的影响进行数值模拟。由于时间的限制，本项目只是给出了影响蒸发波导的不同气象要素进行分析研究的初步建设方案，深入的相关具体技术层面的工作可在条件成熟时继续研究。
（三）、主要研究结果
经过将近两年的调查研究，项目研究取得了比较丰富的成果，总结出调查报告一份；研究论文5篇，形成建设方案一份。
研究成果的创新点在于：
论文“不同气象要素对蒸发波导的影响研究”（《科技视界》杂志录用，年10月第29期发表）根据大气边界层理论中Monin-Obukov相似理论，对影响蒸发波导的不同气象要素进行了分析研究。结果发现：中国南海西沙海域海区蒸发波导出现的概率，一般早上出现的概率较高，中午较低；冬季出现概率较高，夏季较低。而中国南海西沙海域海区蒸发波导的高度在其他气象要素条件一定的情况下随月份变化、大气湿度、气海温差、水平风速等的变化有一定的敏感性，大气湿度对蒸发波导高度的影响较大，水平风速影响较小。
论文“Fortran理论模拟与CST三维电磁仿真软件的比较研究”（河南农业大学学报，年第4期）将同轴布喇格反射器的多模耦合理论与CST商业软件进行了数值模拟比较研究。结果表明：在同轴布喇格反射器中，当频率比较低时，Fortran理论模拟与CST三维电磁仿真软件仿真的结果当同轴布喇格反射器的内外导体相位差为π时，两者吻合的效果最好，随着频率的增加，两者吻合的误差会越来越大，当大于GHz时，由于一般电脑的性能有限，三维电磁仿真软件CST将不能模拟出结果。
论文“Effectofrippletaperonband-gapoverlapinacoaxialBraggstructureoperatingatTerahertzfrequency”（《PhysicsofPlasmas》，SCI二区，年第9期）应用耦合波理论和现代信号分析处理技术，研究了运行于太赫兹频率下同轴布拉格结构的带隙重叠现象，得出加坡度对高频高阶多模耦合模式下的同轴布喇格结构频率响应影响和对带隙重叠现象的抑制。
建设方案：建立模拟模型，对陆地上大气中电波波导传播的特性进行模拟研究，并与报导的实验结果相比较，确认理论和模型的可靠性；然后再对海面上电波波导的传播特征、海水对电磁波传播的反射与折射以及海面上大气蒸发和海洋气候条件等复杂的环境变化对电波波导传播的空间场分布的影响进行数值模拟。其研究结果可以更好地为我国海上、海岸运作的在役微波雷达、通信和侦察等电子系统服务。
（四）此项研究的科学意义和应用前景
项目的科学意义和应用前景在于：
（1）、以中国南海三亚湾海域西沙海域（北纬-，东经-1范围）为例，对影响蒸发波导的气象要素进行的分析研究，研究结果可以更好地为我国海上、海岸运作的在役微波雷达、通信和侦察等电子系统服务；
（2）、将同轴布喇格反射器的多模耦合理论与CST商业软件进行的数值模拟比较研究。研究结果可以为我们对模拟软件的选择提供一定的理论依据；
（3）、对运行于太赫兹频率下同轴布拉格结构的带隙重叠现象进行的研究，研究结果表明加坡度对高频高阶多模耦合模式下的同轴布喇格结构频率响应影响明显并对带隙重叠现象进行了有效的抑制。
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