近海面蒸发波导理论模型与特性 杨坤德等 著 阿里云 kindle chm umd 极速 pdf txt 下载

本书系统地介绍了近海面蒸发波导的理论模型与特性。全书共12章，内容包括绪论、蒸发波导的基本概念、蒸发波导预测模型、蒸发波导高度时空分布规律、蒸发波导环境特性实时监测及短期预报方法、蒸发波导与海水蒸发量的关系、蒸发波导中的电磁波传播模型、海洋蒸发波导中的电磁波传播特性、蒸发波导数据传输系统、蒸发波导反演方法、基于BP神经网络算法的蒸发波导预测模型、蒸发波导环境特性数据库软件。本书融入了作者团队10余年来在蒸发波导方面的科研成果，纳入了作者团队在国内外重要期刊上发表的20余篇论文，同时也参考了少量国内外相关的研究成果。

本书对近海面蒸发波导的理论模型与特性叙述详尽，理论、方法与技术的分析力求系统深入，阐述深入浅出，便于自学。本书可供通信工程、雷达工程、电子对抗、频谱监测、海洋工程、海洋监测、海洋开发等领域的科研教学人员、研究生和本科生参考。

第1章绪论1

1.1蒸发波导的研究背景与意义1

1.2蒸发波导的研究历史和现状5

1.2.1蒸发波导修正折射率剖面的测量方法和预测模型研究7

1.2.2蒸发波导高度时空分布规律研究10

1.2.3蒸发波导环境特性实时监测及短期预报方法研究12

1.2.4蒸发波导中的电磁波传播理论和传播模型研究14

1.2.5蒸发波导对船载电子系统的应用影响研究16

1.3本书的主要内容16

本章参考文献18

第2章蒸发波导的基本概念24

2.1对流层折射24

2.1.1球面分层大气中的折射定律24

2.1.2射线的曲率半径25

2.1.3折射的分类26

2.1.4修正折射率28

2.2对流层大气波导的分类29

本章小结30

本章参考文献30

第3章蒸发波导预测模型31

3.1大气运动的基本概念31

3.1.1大气运动的基本方程31

3.1.2大气中尺度环流31

3.1.3莫宁-奥布霍夫相似理论32

3.2蒸发波导预测模型——PJ模型33

3.2.1PJ模型的基本理论33

3.2.2计算机仿真结果35

3.3蒸发波导预测模型——伪折射率模型37

3.3.1伪折射率模型的基本理论37

3.3.2计算机仿真结果40

3.4蒸发波导预测模型——NPS模型41

3.4.1NPS模型42

3.4.2NPS模型在稳定条件下的改进44

3.5蒸发波导高度对气象要素的敏感性分析46

3.6冷空气条件下不同蒸发波导预测模型的对比48

3.6.14种蒸发波导预测模型的对比49

3.6.2冷空气条件下的电磁波传播实验56

本章小结63

本章参考文献63

第4章蒸发波导高度时空分布规律65

4.1蒸发波导统计分析的方法与数据源65

4.2世界海洋蒸发波导高度的时空分布规律及其成因分析70

4.2.1世界海洋蒸发波导高度的时空分布规律70

4.2.2世界海洋蒸发波导高度的时空分布规律的成因分析74

4.3西太平洋蒸发波导高度的时空分布规律及其成因分析77

4.3.1西太平洋蒸发波导高度的时空分布规律77

4.3.2西太平洋蒸发波导高度的时空分布规律的成因分析82

4.4中国南海蒸发波导高度的时空分布规律及其成因分析87

4.4.1中国南海蒸发波导高度的时空分布规律88

4.4.2中国南海蒸发波导高度的时空分布规律的成因分析94

4.5亚丁湾蒸发波导高度的时空分布规律及其成因分析96

4.5.1亚丁湾蒸发波导高度的时空分布规律97

4.5.2亚丁湾蒸发波导高度的时空分布规律的成因分析104

4.6蒸发波导高度时空分布规律的实验验证106

4.6.1海上实验概况106

4.6.2海上实验结果107

本章小结108

本章参考文献109

第5章蒸发波导环境特性实时监测及短期预报方法110

5.1蒸发波导环境特性实时监测方法110

5.1.1蒸发波导环境特性实时监测方法概述110

5.1.2船载气象观测系统的组成及其测量数据的可靠性分析111

5.1.3蒸发波导预测模型对气象参数误差敏感性分析116

5.1.4传感器类型选择及其安装位置建议122

5.2蒸发波导环境特性短期预报方法123

5.2.1基于GFS数据的蒸发波导环境特性短期预报方法123

5.2.2基于WRF模型的蒸发波导环境特性短期预报方法126

本章小结131

本章参考文献131

第6章蒸发波导与海水蒸发量的关系132

6.1概述132

6.2数据和方法133

6.2.1数据133

6.2.2数据处理与分析方法135

6.3蒸发波导高度和蒸发量关系的定性分析135

6.3.1蒸发波导高度和蒸发量时空演变的基本特征135

6.3.2蒸发波导高度和蒸发量经验正交函数分析结果137

6.3.3海面风速和海水表面温度的相对影响分析140

6.4通过蒸发量定量估算蒸发波导高度144

6.4.1气海环境因素的敏感性分析144

6.4.2定量关系的统计分析146

本章小结150

本章参考文献150

第7章蒸发波导中的电磁波传播模型153

7.1射线追踪模型153

7.1.1射线追踪模型简介153

7.1.2射线及几何光学的基本原理153

7.1.3射线追踪模型的推导154

7.2抛物方程模型156

7.2.1抛物方程简介156

7.2.2抛物方程模型的推导156

7.2.3抛物方程的解法159

7.2.4边界条件、初始场及电磁波传播路径损失165

7.3混合模型168

本章小结168

本章参考文献169

第8章海洋蒸发波导中的电磁波传播特性170

8.1水平均匀蒸发波导中的电磁波传播仿真结果170

8.1.1射线追踪模型下水平均匀蒸发波导中的电磁波传播仿真结果170

8.1.2抛物方程模型下水平均匀蒸发波导中的电磁波传播仿真结果170

8.2水平不均匀蒸发波导对电磁波传播的影响173

8.2.1水平不均匀蒸发波导特性分析173

8.2.2仿真计算175

8.2.3海上实验结果及分析180

8.3海上障碍物对蒸发波导中的电磁波传播的影响184

8.3.1障碍物模型184

8.3.2仿真计算185

8.3.3海上实验结果及分析190

8.4海面粗糙度对蒸发波导中的电磁波超视距传播的影响194

8.4.1海面粗糙度的计算方法194

8.4.2仿真计算结果及分析195

8.5海洋蒸发波导信道的多径效应分析及实验197

8.5.1模型的理论和方法198

8.5.2仿真条件计算结果及分析198

8.5.3实验数据及解释201

8.6蒸发波导信道的频率响应205

8.6.1频率响应的计算方法205

8.6.2仿真计算206

8.6.3海上实验及结果分析210

本章小结214

本章参考文献215

第9章蒸发波导数据传输系统217

9.1蒸发波导数据传输系统的辅助决策方法217

9.1.1蒸发波导信道的路径损失218

9.1.2通信系统能力的计算219

9.1.3辅助决策方法的确定220

9.2蒸发波导数据传输系统的参数优化221

9.2.1很优天线高度221

9.2.2很优工作频率223

9.3蒸发波导数据传输系统的可通概率224

9.3.1可通概率的计算方法224

9.3.2可通概率计算结果225

9.4海上实验验证229

9.4.1实验概况229

9.4.2实验验证结果230

本章小结231

第10章蒸发波导反演方法232

10.1蒸发波导反演的概况232

10.2利用电磁波传播路径损失反演蒸发波导修正折射率剖面234

10.2.1利用基于地形抛物方程模型得到的路径损失反演蒸发波导修正折射率剖面的方法234

10.2.2TPEM模型对电磁波传播路径损失的数值模拟及反演仿真235

10.3利用雷达海杂波反演蒸发波导修正折射率剖面239

10.3.1反演步骤及过程239

10.3.2雷达海杂波相关模型和功率求解241

10.3.3正向模型的数值模拟及反演仿真246

本章小结248

本章参考文献249

第11章基于BP神经网络算法的蒸发波导预测模型250

11.1基于BP神经网络算法的蒸发波导建模基本原理250

11.1.1BP神经网络算法250

11.1.2训练及验证数据253

11.1.3训练次数对均方根误差的影响254

11.2稳定与不稳定条件下的训练结果对蒸发波导预测模型的影响259

11.2.1不稳定条件下的训练结果及分析260

11.2.2稳定条件下的训练结果及分析263

本章小结267

本章参考文献267

第12章蒸发波导环境数据库软件268

12.1软件设计的总体思路268

12.2海区网格选择功能模块268

12.3海区网格蒸发波导特性功能模块270

12.4全球蒸发波导特性功能模块272

12.5西太平洋蒸发波导特性功能模块274

12.6蒸发波导剖面预测功能模块275

本章小结276

杨坤德博士，西北工业大学教授、博士生导师，现任“海洋声学信息感知”工信部重点实验室主任、“水下信息与控制”重量重点实验室副主任、航海学院科研副院长。主要从事水声工程的教学与科研，研究方向包括海洋声学、水声信号与信息处理、水声系统设计与集成等。

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