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基本信息

GJB/Z 70-95
甚低频(VLF)无线电系统电波场强与相位计算方法
Computation methods of field strength and phase of radiowave for VLF radio systems
1995-05-31
1995-12-01
有效
潘威炎;田育庶;余运超;叶良生;
电子工业部第二一二研究所
中华人民共和国电子工业部
中国电子技术标准研究所
国防科学技术工业委员会
低电离层;波导模场;系数矩阵;计算方法;垂直电偶极子
【范围】 1.1 主题内容 本标准规定了处于地~电离层波导中的任意高度处的任意极化的电偶极子在地面(包括 水面)、空中与海水中(包括地下)激励的甚低频(3kHz~30kHz)无线电波的电场强度与相位计 算方法。 1.2 适用范围 本标准的计算方法适用于甚低频无线电通信、导航、授时、标频广播与低电离层VLF探测 等系统中,地面对地面(包括水面)、地面对水下(包括地下)、地面对空中、空中对空中、空中对 地面(包括水面)与空中对水下(包括地下)等电波传播电路的计算。
【与前一版的变化】

包含术语

低电离层对近地空间甚低频无线电波传播起重要反射作用,处于大约50~150kin高度范围内的电 离层底部区域,该区域包括电离层E层下部与D层。
地-电离层波导地面与低电离层对甚低频无线电波具有良好的反射特性,由于低电离层距地面的高度可 与甚低频无线电波在自由空间中的波长相比,甚低频无线电波在地与电离层之间的空间中的 传播犹如在波导中传播一样,在甚低频传播的波导模理论中,地与低电离层之间的空间通常 称为地—电离层波导。
波导模在波导中,受特定的谐振条件制约,具有特定的场结构、传播相速与衰减率的传播模式。按 场的垂直分布特点,波导模可分为一阶模、二阶模……n阶模等,按场量的极化特征,波导模 又有横磁波模、横电波模、横电磁波模等。
模方程在甚低频传播的波导模理论中,表达波导模场所应满足的谐振条件之方程。解模方程是 VLF(甚低频)波导模场计算的关键步骤。
特征角地—电离层波导中的甚低频波导模场的场结构特点是:在与地面垂直的方向(高度方向) 上的场分布为准驻波,在水平的传播方向上为一衰减的行波,这种波场结构是由在地—电离层 波导中,以满足谐振条件(模方程)的特定入射角,经地与低电离层的交替反射而形成的上行与 下行的两个部分波叠加而形成的,此特定的入射角即为特征角,它由解模方程求出,是确定各 阶模场传播参数的基本参量。
激励因子表示场源对各阶波导模场的激励效率。它由场源偶极子的极化特性、地面与电离层的电参 数、发射频率、地球曲率等因素确定。并且,对于不同阶模的不同的场分量,它们的取 值是不同的。
相速波导模场等相面沿传播方向的移动速度。
衰减率波导模场在传播过程中,每单位距离所遭受的吸收衰减之量值。
高度增益因子高度增益因子有发射高度增益因子与接收高度增益因子之分,发射高度增益因子为表示 接收点波导模场分量的幅度随发射天线高度的变化规律的因子,接收高度增益因子为表示接 收点波导模场分量的强度随接收天线高度的变化规律的因子。在数值上,它们都等于天线在高 度z时的高度增益与天线在地面时的高度增益之比,并且它们随高度z变化的函数形式分别 随发射天线的极化形式与接收点场的极化分量的不同而异。
电偶极子长度ds远小于波长入的一段短电流元。在VLF频段,现有实用的线天线,都可视为电偶 极子。

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包含图表

各向异性电离层电极化
给定矩阵[M]与入射角θ
给定矩阵[M]与入射角θ
电离层等效反射系数矩
电离层等效反射系数矩
第一类与第二类变形31
第一类与第二类变形31
在给定gσ 、gε 与入射
在给定gσ 、gε 与入射
特征角nθ 的计算
地面处n阶模传播相速
地面处n阶模的传播衰
n阶模高度增益因子用
n阶模高度增益因子用
端射水平电偶极子发射
边射水平电偶极子发射
下标“⊥”代表天线或
垂直电偶极子激励的n
端射水平电偶极子激励
端射水平电偶极子激励
边射水平电偶极子激励
高度Rz 处激励的复数
高度Rz 处激励的复数
缓变路径的场计算
模转换效应的复数电场
模转换效应的复数电场
mnA 为发射端路径段中
水下(地下)场的计算
地面上垂直电偶极子天
地面上垂直电偶极子天
在远距离传播可仅考虑
在远距离传播可仅考虑
低电离层中,电子与中
中纬度地区低电寓层中
表 A1 中纬度地区β与
地面参数推荐值
传播参数曲线
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