地壳覆盖层中电磁波传播特性的预测分析

摘要

针对国内外有关电波在地壳覆盖层中传播研究工作的空白,该文主要从理论上讨论低频(包括特低频和甚低频)无线电波在该种介质中的传播问题,并简要介绍缩比模型测量理论.重点结合已有的Marcatili法,首次将横向谐振法从平面均匀分层介质中的应用进一步延伸到模拟地壳波导的三维非均匀空间区域中,再利用单纯形法,确定源点在该区域的最佳位置、最佳频率和对应的传播常数.据此三种参数,利用平面波法和通信公式法计算出电波以在地壳中传播的衰减因子值.最后根据模型仿真结果数据,从频率、源点距地面深度和导电率三方面简略地分析它们对地壳覆盖层中低频无线电波传播特性的影响.经过仿真计算,传播常数的引入不仅使问题的求解过程从物理概念上变得非常清晰,而且求解也更加简明.由于有关覆盖层传播方面的文献资料几乎没有,所以只能把结果与地表均匀岩层的数据进行比较,结果表明平面波法和通信公式法计算得出的结果完全一致,并与在地表均匀岩层传播结果趋势类似,而且随着频率的增高或导电率的增大,传播衰减也增大.

目录

文摘

英文文摘

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第1章引言

1.1课题意义

1.2课题背景

1.3课题目标

第2章地壳层的电特性及其传播模式的选择

2.1地壳结构

2.2地壳覆盖层的电特性

2.3传播模式的选择

2.3.1地壳波导较于地球—低电离层波导的优越性

2.3.2与地壳波导内各传播模式的比较

第3章源点位置、最佳频率和传播常数的确定

3.1横向谐振法

3.1.1平面三层分层介质

3.1.2平面多层分层介质

3.2 Marcatili法与横向谐振法在三维空间区域中的应用

3.2.1二维TM波横向谐振问题

3.2.2二维TE波横向谐振问题

3.2.3 z轴波传播问题

3.3传播常数的数学计算方法

3.3.1简单的线性迭代

3.3.2单纯形法

第4章Alength和Aground的计算

4.1 Alength的计算

4.1.1平面波法

4.1.2通信公式法

4.2 Aground的计算

4.2.1多层介质中场的反射和透射

4.2.2源在介质中场的传播理论

第5章缩比模型测量

第6章仿真结果分析

6.1仿真模型的建立

6.2仿真结果

6.2.1f不同，Depth相同，电参数不变

6.2.2f相同，Depth不同，电参数不变

6.2.3f相同，Depth相同，电参数不同

6.3结果分析

6.3.1源点最佳位置和最佳频率的确定

6.3.2平面波法和通信公式法的比较

6.3.3传播特性分析

6.4改进

第7章结论

参考文献

致谢

附录1三角函数的处理

附录2单纯形法的具体计算方法

附录3三维空间模型

附录4程序流程框图

个人简历