【技术实现步骤摘要】
一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法及系统
本专利技术涉及甚低频波通信传输分析方法，具体涉及一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法及系统。
技术介绍
甚低频(verylowfrequency，简称VLF，频率范围3～30kHz)是一个极具特色的频段，最大的特点是电波在空中和海水中的传播衰减较小，因此VLF较早地应用于水下通信。目前我国VLF水下通信存在可靠性不高的问题，水下目标无法预知是否能够收到岸基VLF信号，因此有必要对VLF水下传播预测技术进行突破，有利于水下航行时提前做好通信计划。VLF电波传播复杂，与频率、时间、地点、距离、方位等因素都有密切关系，受电离层变化影响较重，且存在多模干扰，在距发信天线几百公里到几千公里范围内的某些区域可能是信号场强的干涉低谷，不能进行通信，即存在不能通信的“空洞”。VLF频段的大气噪声也是影响通信效果的主要因素，不同海域、不同时间的大气噪声电平不同。随着全球气候变化，温室效应加剧，大气噪声明显增强，严重影响通信效能，尤其我国南海区域为全球三大雷区之一，严重影响了对...
【技术保护点】
1.一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1：创建地球-电离层波导模型，基于所述模型获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式；/nS2：按收信点计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器至少一个收信点的位置信息，基于所述场强传播公式获取在所述时间段内至少一个所述收信点的甚低频波场强值的分布；/nS3：按方位角计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航行方位角，基于所述场强传播公式获取在所述时间段内所述方位角航行路径上甚低频波场强值的分布；/nS4：按区域计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水...
【技术特征摘要】
1.一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：创建地球-电离层波导模型，基于所述模型获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式；
S2：按收信点计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器至少一个收信点的位置信息，基于所述场强传播公式获取在所述时间段内至少一个所述收信点的甚低频波场强值的分布；
S3：按方位角计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航行方位角，基于所述场强传播公式获取在所述时间段内所述方位角航行路径上甚低频波场强值的分布；
S4：按区域计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航行区域范围的位置信息，基于所述场强传播公式获取在所述时间段内所述航行区域范围内甚低频波场强值的分布；
S5：按航线计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航线拐点的位置信息，基于所述场强传播公式计算在所述时间段内所述航线上甚低频波场强值的分布。
S8：根据所述甚低频波场强值分析所述水下航行器的甚低频波可通率，从而制定航行和通信策略。
2.根据权利要求1所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述场强传播公式为：
其中，E0为收信点的甚低频波场强，j为虚数单位，η0为自由空间波阻抗，λ为波长，Ids为当发信源为垂直电偶极子时的偶极矩，d为发信台站和收信点之间距离，k为自由空间波数，a为地球半径，θ为发信台站和收信点至地球质心的夹角，θ＝d/a。
3.根据权利要求2所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述S1包括：
S11：以地心空间球面坐标系为工作坐标创建甚低频波的扩散地球-电离层波导数学物理模型，获得球形波导的模方程；
S12：采用牛顿迭代法获取基于球面波函数三阶近似的球形波导中垂直电场的计算公式；
S13：设定地球-电离层源辐射为垂直偶极子，获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式。
4.根据权利要求3所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述S11包括：
S14：以地心空间球面坐标系为工作坐标创建甚低频波的扩散地球-电离层波导数学物理模型，获取基于球形波函数表示的标量函数
S15：基于Airy积分对所述标量函数中的球形波函数进行三阶近似求解，获取球形波导的模方程。
5.根据权利要求1所述的用于水下航...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢慧，赵林，吴华宁，郑龙根，冯慧婷，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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