蒸發(fā)波導(dǎo)條件下風(fēng)速風(fēng)向?qū)﹄姶挪▊鞑サ挠绊?/h1>
2020-04-16 05:31:56姚忠山
海洋技術(shù)學(xué)報(bào) 2020年1期
姚忠山，焦 林
（海軍大連艦艇學(xué)院 軍事海洋與測(cè)繪系，遼寧 大連116018）
為提高近海沿岸的預(yù)警監(jiān)視能力，需要準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)報(bào)雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)性能，而雷達(dá)探測(cè)能力的預(yù)報(bào)取決于雷達(dá)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和傳播介質(zhì)，目前已有多種方法能夠模擬雷達(dá)電磁波在大氣中的傳播。當(dāng)然電磁波模擬還依賴于傳播區(qū)域的特征參數(shù)：海面有無(wú)大氣波導(dǎo)、海表特征參數(shù)等。
蒸發(fā)波導(dǎo)是發(fā)生在海面上的一種異常折射現(xiàn)象，主要是由于海水蒸發(fā)引起濕度銳減造成的。其中風(fēng)向、風(fēng)速是影響蒸發(fā)波導(dǎo)形成及其強(qiáng)度的重要因素，對(duì)電磁波傳播有著顯著影響。國(guó)外O Benhmammouch 等[1]研究了蒸發(fā)波導(dǎo)條件下粗糙海面對(duì)電磁波傳播的影響，提出了一種風(fēng)向?qū)Ｃ嫔傻姆椒?。K H Craig 等[2]利用拋物線方程模型模擬了雷達(dá)電磁波的傳播。劉勇等[3]分析了粗糙海面對(duì)電波傳播的影響，潘越等[4]研究了粗糙海面對(duì)微波蒸發(fā)波導(dǎo)超視距傳播的影響，得到粗糙海面的反射是計(jì)算微波沿粗糙海面蒸發(fā)波導(dǎo)傳播路徑損耗不可忽視的重要因素。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，利用拋物線方程模型，結(jié)合海面粗糙度參數(shù)和蒸發(fā)波導(dǎo)條件下大氣修正折射指數(shù)廓線模型來(lái)求解電磁波波動(dòng)方程，基于電磁波傳播的數(shù)值模擬結(jié)果，重點(diǎn)研究蒸發(fā)波導(dǎo)條件下風(fēng)速和風(fēng)向?qū)﹄姶挪▊鞑サ挠绊懀饕ぷ黧w現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是利用拋物線方程的裂步傅里葉算法來(lái)數(shù)值模擬電磁波的傳播，重點(diǎn)考慮傳播區(qū)域中傳播介質(zhì)[5]（蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境等）和海面粗糙度對(duì)電磁波傳播的影響；二是研究蒸發(fā)波導(dǎo)條件下風(fēng)速和風(fēng)向?qū)﹄姶挪▊鞑サ挠绊慬6]。
1 蒸發(fā)波導(dǎo)條件下電磁波的傳播
1.1 電磁波傳播模型
引入拋物型方程來(lái)計(jì)算電磁波在大氣中的傳播，這個(gè)方程被定義在圓柱坐標(biāo)系中:
式中：x為電磁波傳播方向；z為高度；k為波數(shù)；m為大氣修正折射指數(shù)；u(x,z)為由參考文獻(xiàn)[7-8]給出的衰減函數(shù)，可表示為：
式中：Ψ 是電場(chǎng)或磁場(chǎng)。
為了求解式（1），可以結(jié)合準(zhǔn)確的邊界條件和初始值，利用步進(jìn)類型的數(shù)值方法求解，目前普遍的做法都是使用裂步傅里葉（SSFA）算法[7，9]來(lái)求解電磁波傳播方程。
已知x0的解u(x0，z)，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，得到：
式中：F代表傅里葉變換；F-1代表傅里葉反變換；p=ksin(θ)，其中θ 表示波速指向角。
對(duì)于距離增加δx量的解為：
對(duì)式（4）進(jìn)行傅里葉反變換，得到：同理，可以得到u(x0+2δx,z)，u(x0+3δx,z)，…的解，當(dāng)m為常數(shù)時(shí)，式（5）是式程（1）的確切解。
1.2 蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境的影響
在對(duì)流層大氣中，電磁波的傳播會(huì)受到很多參數(shù)的影響，其中大氣折射指數(shù)n是最重要的一個(gè)。利用Smith 和Weintraub 模型[10]所確定的大氣折射指數(shù)計(jì)算式如下：
式中：P為大氣壓強(qiáng)，hPa；T為大氣溫度，K；e為水汽壓，hPa。
為消除地球曲率的影響，引入大氣修正折射指數(shù)m[10-11]：
式中：a為地球半徑，m。
在海洋大氣最底層——海氣邊界層中，由于海水的蒸發(fā)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大氣修正折射指數(shù)梯度銳減的層結(jié)，這一層結(jié)稱之為蒸發(fā)波導(dǎo)。由于大氣修正折射指數(shù)的驟然變化，式（5）中的m不再是一個(gè)常數(shù)，電磁波傳播會(huì)受到嚴(yán)重影響。特別是在蒸發(fā)波導(dǎo)層內(nèi)，電磁波會(huì)被陷獲到這一層，貼海表面?zhèn)鞑?。蒸發(fā)波導(dǎo)可以用蒸發(fā)波導(dǎo)高度hd和大氣修正折射指數(shù)m(z)來(lái)描述，如圖1 所示。
大氣修正折射指數(shù)廓線可以由Battaglia 模型[5]來(lái)計(jì)算：
式中：z0為動(dòng)力粗糙長(zhǎng)度，通常z0=1.4×10-5，m；α是一個(gè)依賴于海面條件的參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)條件下α=0.120。為準(zhǔn)確模擬蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境下的電磁波傳播，通常把式（8）代入式（1）來(lái)求解。
圖1 20 m 高度蒸發(fā)波導(dǎo)的大氣修正折射指數(shù)廓線
1.3 海面粗糙度的影響
在模擬電磁波的傳播過(guò)程中[2，8]，通常采用完全平滑的海表面。然而在現(xiàn)實(shí)中，海表面并不是平坦的，為精確模擬粗糙海面對(duì)雷達(dá)探測(cè)性能的影響，電磁波在實(shí)際的海表面?zhèn)鞑ケ仨氁紤]海面粗糙度。
以往的方法是用菲涅耳反射系數(shù)乘以一個(gè)粗糙度參數(shù)，該參數(shù)可由Ament[12]通過(guò)高度的高斯分布計(jì)算出來(lái)，并由米勒、布朗[13]用修正的正態(tài)分布來(lái)訂正。
式中：P(t)是表面高度的概率密度函數(shù)。
粗糙度參數(shù)由米勒和布朗[13]計(jì)算給出：
式中：I0是修正貝賽耳函數(shù)；γ=2khssin(θ)，其中hs=5.1×10-3V2w，Vw是風(fēng)速和hs是波高的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
上述方法沒(méi)有考慮海面幾何形狀對(duì)電磁波傳播的影響，基于這一原因，在Elfouhaily 海表面譜模型[6]和修正粗糙度參數(shù)基礎(chǔ)上，采用了一種考慮風(fēng)向?qū)Ｃ嫔傻姆椒╗1]，來(lái)進(jìn)一步研究海表面粗糙度的影響。
為了解風(fēng)向?qū)１砻鎺缀涡螤钌傻挠绊?，將Elfouhaily 譜乘以角傳播函數(shù)[6，14]，該角傳播函數(shù)是電磁波傳播方向和風(fēng)向之間角度分量的量化[6，14]（圖2）：
式中：φ 是電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角；Δ(K)是由Elfouhaily 給出的一個(gè)函數(shù)[6]（圖3）：
式中：a0=0.173，ap=4，cm=0.23 (m/s)；cp是在光譜峰值處的波相速度；am=0.13(u*/cm)；u*是摩擦速度。
利用角傳播函數(shù)，可以將海表面譜作為k和φ的函數(shù)：
式中：SE(K)是Elfouhaily 海譜。圖4 中描述了10 m/s 風(fēng)速下不同φ 值的海譜。
圖2 角傳播函數(shù)
圖3 不同風(fēng)速下ΔK 函數(shù)的描述
圖4 10 m/s 風(fēng)速下不同φ 值的Elfouhaily 海譜
2 蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境下風(fēng)速風(fēng)向?qū)﹄姶挪▊鞑サ挠绊?/h2>2.1 風(fēng)速對(duì)蒸發(fā)波導(dǎo)下的電磁波傳播影響
在討論風(fēng)速對(duì)大氣波導(dǎo)中電磁波傳播影響時(shí)，根據(jù)粗糙海面的電磁散射理論[15]，風(fēng)速越大，海面的粗糙度越大，而在粗糙度較大時(shí)也會(huì)產(chǎn)生數(shù)值結(jié)果不穩(wěn)定現(xiàn)象。圖5 給出風(fēng)速分別在2 m/s，5 m/s，8 m/s，10 m/s，15 m/s，20 m/s 時(shí)，粗糙度條件下的電磁波傳播損耗分布圖。
根據(jù)海面粗糙度計(jì)算公式：
式中：U10為海面10 m 高度風(fēng)速值，從而可以計(jì)算得出不同風(fēng)速時(shí)的海面粗糙度，如表1 所示。
表1 不同風(fēng)速時(shí)的海面粗糙度
圖5 不同風(fēng)速下電磁波傳播損耗
從圖5 可以看出，傳播損耗隨著傳播距離的增大而不斷增大，在同一傳播距離處，由于海面粗糙度的影響，粗糙海面的傳播損耗要比光滑海面大一些，因而風(fēng)速越大，海面電磁波傳播損耗越大。
2.2 風(fēng)向?qū)φ舭l(fā)波導(dǎo)下的電磁波傳播影響
為研究風(fēng)向?qū)﹄姶挪▊鞑サ挠绊?，利用電磁波傳播模型，結(jié)合風(fēng)速風(fēng)向?qū)Ｃ鎺缀涡螤畹纳煞椒?，?shù)值模擬了架設(shè)10 m 高度，X 波段（9 GHz）發(fā)射源，在蒸發(fā)波導(dǎo)高度40 m，風(fēng)速10 m/s，不同風(fēng)向條件下的路徑傳播損耗。如圖6 所示。
圖6 電磁波傳播路徑損耗
圖6 表示的是把海面作為光滑表面下的電磁波傳播路徑損耗，與圖7 有明顯差別。圖7 是考慮了海面粗糙度對(duì)電磁波傳播的影響，并數(shù)值模擬了電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角分別為0°、45°和90°條件下的電磁波傳播路徑損耗。從圖中可以看出，圖7（c）在蒸發(fā)波導(dǎo)下方的電磁波傳播路徑損耗明顯小于圖7（a），這種差異是由于風(fēng)向造成的，當(dāng)電磁波傳播方向與風(fēng)向夾為0°時(shí)，其傳播路徑損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在45°或90°條件下。
圖7 不同電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角φ 下的電磁波傳播路徑損耗
3 結(jié)論
為準(zhǔn)確評(píng)估雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)性能，需精細(xì)化模擬雷達(dá)電磁波在海洋大氣中的傳播。本文將蒸發(fā)波導(dǎo)條件下的大氣修正折射指數(shù)廓線模型引入電磁波傳播的拋物線方程中，進(jìn)行裂步傅里葉（SSFA）算法求解；基于Elfouhaily 海表面譜模型和修正粗糙度參數(shù)，采用考慮風(fēng)向?qū)Ｃ嫔傻姆椒?，深入刻?huà)海表面粗糙度對(duì)電磁波傳播的影響。通過(guò)數(shù)值模擬蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境不同風(fēng)速風(fēng)向下的雷達(dá)電磁波傳播路徑損耗，得到如下結(jié)論：
（1）風(fēng)速會(huì)影響到海面粗糙度的大小，進(jìn)而影響雷達(dá)電磁波的傳播，在同一傳播距離處，風(fēng)速越大，海面粗糙度越大，海面電磁波傳播損耗就越大。
（2）基于風(fēng)向?qū)Ｃ鎺缀涡螤钌傻挠绊懀謩e模擬了電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角為0°、45°和90°條件下的路徑傳播損耗，得到當(dāng)電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角為0°時(shí)，其傳播路徑損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在45°或90°條件下，即順風(fēng)條件下電磁波傳播損耗大于側(cè)風(fēng)。
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為提高近海沿岸的預(yù)警監(jiān)視能力，需要準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)報(bào)雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)性能，而雷達(dá)探測(cè)能力的預(yù)報(bào)取決于雷達(dá)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和傳播介質(zhì)，目前已有多種方法能夠模擬雷達(dá)電磁波在大氣中的傳播。當(dāng)然電磁波模擬還依賴于傳播區(qū)域的特征參數(shù)：海面有無(wú)大氣波導(dǎo)、海表特征參數(shù)等。
蒸發(fā)波導(dǎo)是發(fā)生在海面上的一種異常折射現(xiàn)象，主要是由于海水蒸發(fā)引起濕度銳減造成的。其中風(fēng)向、風(fēng)速是影響蒸發(fā)波導(dǎo)形成及其強(qiáng)度的重要因素，對(duì)電磁波傳播有著顯著影響。國(guó)外O Benhmammouch 等[1]研究了蒸發(fā)波導(dǎo)條件下粗糙海面對(duì)電磁波傳播的影響，提出了一種風(fēng)向?qū)Ｃ嫔傻姆椒?。K H Craig 等[2]利用拋物線方程模型模擬了雷達(dá)電磁波的傳播。劉勇等[3]分析了粗糙海面對(duì)電波傳播的影響，潘越等[4]研究了粗糙海面對(duì)微波蒸發(fā)波導(dǎo)超視距傳播的影響，得到粗糙海面的反射是計(jì)算微波沿粗糙海面蒸發(fā)波導(dǎo)傳播路徑損耗不可忽視的重要因素。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，利用拋物線方程模型，結(jié)合海面粗糙度參數(shù)和蒸發(fā)波導(dǎo)條件下大氣修正折射指數(shù)廓線模型來(lái)求解電磁波波動(dòng)方程，基于電磁波傳播的數(shù)值模擬結(jié)果，重點(diǎn)研究蒸發(fā)波導(dǎo)條件下風(fēng)速和風(fēng)向?qū)﹄姶挪▊鞑サ挠绊懀饕ぷ黧w現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是利用拋物線方程的裂步傅里葉算法來(lái)數(shù)值模擬電磁波的傳播，重點(diǎn)考慮傳播區(qū)域中傳播介質(zhì)[5]（蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境等）和海面粗糙度對(duì)電磁波傳播的影響；二是研究蒸發(fā)波導(dǎo)條件下風(fēng)速和風(fēng)向?qū)﹄姶挪▊鞑サ挠绊慬6]。
1 蒸發(fā)波導(dǎo)條件下電磁波的傳播
1.1 電磁波傳播模型
引入拋物型方程來(lái)計(jì)算電磁波在大氣中的傳播，這個(gè)方程被定義在圓柱坐標(biāo)系中:
式中：x為電磁波傳播方向；z為高度；k為波數(shù)；m為大氣修正折射指數(shù)；u(x,z)為由參考文獻(xiàn)[7-8]給出的衰減函數(shù)，可表示為：
式中：Ψ 是電場(chǎng)或磁場(chǎng)。
為了求解式（1），可以結(jié)合準(zhǔn)確的邊界條件和初始值，利用步進(jìn)類型的數(shù)值方法求解，目前普遍的做法都是使用裂步傅里葉（SSFA）算法[7，9]來(lái)求解電磁波傳播方程。
已知x0的解u(x0，z)，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，得到：
式中：F代表傅里葉變換；F-1代表傅里葉反變換；p=ksin(θ)，其中θ 表示波速指向角。
對(duì)于距離增加δx量的解為：
對(duì)式（4）進(jìn)行傅里葉反變換，得到：同理，可以得到u(x0+2δx,z)，u(x0+3δx,z)，…的解，當(dāng)m為常數(shù)時(shí)，式（5）是式程（1）的確切解。
1.2 蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境的影響
在對(duì)流層大氣中，電磁波的傳播會(huì)受到很多參數(shù)的影響，其中大氣折射指數(shù)n是最重要的一個(gè)。利用Smith 和Weintraub 模型[10]所確定的大氣折射指數(shù)計(jì)算式如下：
式中：P為大氣壓強(qiáng)，hPa；T為大氣溫度，K；e為水汽壓，hPa。
為消除地球曲率的影響，引入大氣修正折射指數(shù)m[10-11]：
式中：a為地球半徑，m。
在海洋大氣最底層——海氣邊界層中，由于海水的蒸發(fā)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大氣修正折射指數(shù)梯度銳減的層結(jié)，這一層結(jié)稱之為蒸發(fā)波導(dǎo)。由于大氣修正折射指數(shù)的驟然變化，式（5）中的m不再是一個(gè)常數(shù)，電磁波傳播會(huì)受到嚴(yán)重影響。特別是在蒸發(fā)波導(dǎo)層內(nèi)，電磁波會(huì)被陷獲到這一層，貼海表面?zhèn)鞑?。蒸發(fā)波導(dǎo)可以用蒸發(fā)波導(dǎo)高度hd和大氣修正折射指數(shù)m(z)來(lái)描述，如圖1 所示。
大氣修正折射指數(shù)廓線可以由Battaglia 模型[5]來(lái)計(jì)算：
式中：z0為動(dòng)力粗糙長(zhǎng)度，通常z0=1.4×10-5，m；α是一個(gè)依賴于海面條件的參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)條件下α=0.120。為準(zhǔn)確模擬蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境下的電磁波傳播，通常把式（8）代入式（1）來(lái)求解。
圖1 20 m 高度蒸發(fā)波導(dǎo)的大氣修正折射指數(shù)廓線
1.3 海面粗糙度的影響
在模擬電磁波的傳播過(guò)程中[2，8]，通常采用完全平滑的海表面。然而在現(xiàn)實(shí)中，海表面并不是平坦的，為精確模擬粗糙海面對(duì)雷達(dá)探測(cè)性能的影響，電磁波在實(shí)際的海表面?zhèn)鞑ケ仨氁紤]海面粗糙度。
以往的方法是用菲涅耳反射系數(shù)乘以一個(gè)粗糙度參數(shù)，該參數(shù)可由Ament[12]通過(guò)高度的高斯分布計(jì)算出來(lái)，并由米勒、布朗[13]用修正的正態(tài)分布來(lái)訂正。
式中：P(t)是表面高度的概率密度函數(shù)。
粗糙度參數(shù)由米勒和布朗[13]計(jì)算給出：
式中：I0是修正貝賽耳函數(shù)；γ=2khssin(θ)，其中hs=5.1×10-3V2w，Vw是風(fēng)速和hs是波高的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
上述方法沒(méi)有考慮海面幾何形狀對(duì)電磁波傳播的影響，基于這一原因，在Elfouhaily 海表面譜模型[6]和修正粗糙度參數(shù)基礎(chǔ)上，采用了一種考慮風(fēng)向?qū)Ｃ嫔傻姆椒╗1]，來(lái)進(jìn)一步研究海表面粗糙度的影響。
為了解風(fēng)向?qū)１砻鎺缀涡螤钌傻挠绊?，將Elfouhaily 譜乘以角傳播函數(shù)[6，14]，該角傳播函數(shù)是電磁波傳播方向和風(fēng)向之間角度分量的量化[6，14]（圖2）：
式中：φ 是電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角；Δ(K)是由Elfouhaily 給出的一個(gè)函數(shù)[6]（圖3）：
式中：a0=0.173，ap=4，cm=0.23 (m/s)；cp是在光譜峰值處的波相速度；am=0.13(u*/cm)；u*是摩擦速度。
利用角傳播函數(shù)，可以將海表面譜作為k和φ的函數(shù)：
式中：SE(K)是Elfouhaily 海譜。圖4 中描述了10 m/s 風(fēng)速下不同φ 值的海譜。
圖2 角傳播函數(shù)
圖3 不同風(fēng)速下ΔK 函數(shù)的描述
圖4 10 m/s 風(fēng)速下不同φ 值的Elfouhaily 海譜
2 蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境下風(fēng)速風(fēng)向?qū)﹄姶挪▊鞑サ挠绊?/h2>2.1 風(fēng)速對(duì)蒸發(fā)波導(dǎo)下的電磁波傳播影響
在討論風(fēng)速對(duì)大氣波導(dǎo)中電磁波傳播影響時(shí)，根據(jù)粗糙海面的電磁散射理論[15]，風(fēng)速越大，海面的粗糙度越大，而在粗糙度較大時(shí)也會(huì)產(chǎn)生數(shù)值結(jié)果不穩(wěn)定現(xiàn)象。圖5 給出風(fēng)速分別在2 m/s，5 m/s，8 m/s，10 m/s，15 m/s，20 m/s 時(shí)，粗糙度條件下的電磁波傳播損耗分布圖。
根據(jù)海面粗糙度計(jì)算公式：
式中：U10為海面10 m 高度風(fēng)速值，從而可以計(jì)算得出不同風(fēng)速時(shí)的海面粗糙度，如表1 所示。
表1 不同風(fēng)速時(shí)的海面粗糙度
圖5 不同風(fēng)速下電磁波傳播損耗
從圖5 可以看出，傳播損耗隨著傳播距離的增大而不斷增大，在同一傳播距離處，由于海面粗糙度的影響，粗糙海面的傳播損耗要比光滑海面大一些，因而風(fēng)速越大，海面電磁波傳播損耗越大。
2.2 風(fēng)向?qū)φ舭l(fā)波導(dǎo)下的電磁波傳播影響
為研究風(fēng)向?qū)﹄姶挪▊鞑サ挠绊?，利用電磁波傳播模型，結(jié)合風(fēng)速風(fēng)向?qū)Ｃ鎺缀涡螤畹纳煞椒?，?shù)值模擬了架設(shè)10 m 高度，X 波段（9 GHz）發(fā)射源，在蒸發(fā)波導(dǎo)高度40 m，風(fēng)速10 m/s，不同風(fēng)向條件下的路徑傳播損耗。如圖6 所示。
圖6 電磁波傳播路徑損耗
圖6 表示的是把海面作為光滑表面下的電磁波傳播路徑損耗，與圖7 有明顯差別。圖7 是考慮了海面粗糙度對(duì)電磁波傳播的影響，并數(shù)值模擬了電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角分別為0°、45°和90°條件下的電磁波傳播路徑損耗。從圖中可以看出，圖7（c）在蒸發(fā)波導(dǎo)下方的電磁波傳播路徑損耗明顯小于圖7（a），這種差異是由于風(fēng)向造成的，當(dāng)電磁波傳播方向與風(fēng)向夾為0°時(shí)，其傳播路徑損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在45°或90°條件下。
圖7 不同電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角φ 下的電磁波傳播路徑損耗
3 結(jié)論
為準(zhǔn)確評(píng)估雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)性能，需精細(xì)化模擬雷達(dá)電磁波在海洋大氣中的傳播。本文將蒸發(fā)波導(dǎo)條件下的大氣修正折射指數(shù)廓線模型引入電磁波傳播的拋物線方程中，進(jìn)行裂步傅里葉（SSFA）算法求解；基于Elfouhaily 海表面譜模型和修正粗糙度參數(shù)，采用考慮風(fēng)向?qū)Ｃ嫔傻姆椒?，深入刻?huà)海表面粗糙度對(duì)電磁波傳播的影響。通過(guò)數(shù)值模擬蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境不同風(fēng)速風(fēng)向下的雷達(dá)電磁波傳播路徑損耗，得到如下結(jié)論：
（1）風(fēng)速會(huì)影響到海面粗糙度的大小，進(jìn)而影響雷達(dá)電磁波的傳播，在同一傳播距離處，風(fēng)速越大，海面粗糙度越大，海面電磁波傳播損耗就越大。
（2）基于風(fēng)向?qū)Ｃ鎺缀涡螤钌傻挠绊懀謩e模擬了電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角為0°、45°和90°條件下的路徑傳播損耗，得到當(dāng)電磁波傳播方向與風(fēng)向夾角為0°時(shí)，其傳播路徑損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在45°或90°條件下，即順風(fēng)條件下電磁波傳播損耗大于側(cè)風(fēng)。
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