1、高頻電磁波在海面上遠(yuǎn)距離傳播過(guò)程中，地球曲率、地表電參數(shù)分布的不均勻性、低層大氣折射指數(shù)隨高度的變化、隨機(jī)粗糙海面、地海交界混合路徑及島嶼等復(fù)雜傳播環(huán)境會(huì)對(duì)其傳播特性產(chǎn)生很大的影響，電波傳播特性的變化給遠(yuǎn)距離通信、高頻雷達(dá)等相關(guān)應(yīng)用帶來(lái)了許多問(wèn)題，如信號(hào)不穩(wěn)定、信號(hào)衰減、信號(hào)中斷等。因此具體地研究高頻電磁波在復(fù)雜環(huán)境下傳播特性具有十分重要的意義。以往對(duì)于該問(wèn)題的研究，用解析方法難以處理多路徑和混合路徑傳播問(wèn)題，而用數(shù)值方法一般是將三維問(wèn)

2、題退化為二維問(wèn)題進(jìn)行處理，這樣給計(jì)算帶來(lái)了很大的誤差。為解決這些問(wèn)題，本文將傳統(tǒng)的二維算法擴(kuò)展到三維，使用三維下的滑動(dòng)窗時(shí)域有限差分算法對(duì)電磁波在復(fù)雜環(huán)境下的傳播問(wèn)題進(jìn)行了分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高頻電磁波遠(yuǎn)距離傳播特性的計(jì)算。為了只進(jìn)行一次傳播過(guò)程的模擬計(jì)算就可以獲得寬頻帶信息，計(jì)算時(shí)采用時(shí)域脈沖作為輻射場(chǎng)源。由于三維算法存在所需要的存儲(chǔ)量大、計(jì)算速度慢的缺點(diǎn)，采用了補(bǔ)償數(shù)值色散對(duì)電磁波影響的方法擴(kuò)大了網(wǎng)格采樣空間，極大地加快了計(jì)算速度。為了減

3、少運(yùn)算量，文中引入了表面阻抗的概念，使用表面阻抗邊界條件處理介質(zhì)交接面的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算問(wèn)題，對(duì)表面阻抗在三維FDTD中的具體應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。文章利用上述計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)高頻電磁波在復(fù)雜環(huán)境下遠(yuǎn)距離傳播問(wèn)題的分析計(jì)算，研究了復(fù)雜環(huán)境(如海陸交錯(cuò)、島嶼障礙物)對(duì)高頻電磁波傳播特性的影響。計(jì)算了島嶼大小、電參數(shù)、形狀對(duì)在海面上傳播的高頻電磁波在島嶼附近傳播特性的影響情況。另外還計(jì)算了高頻電磁波在海面上傳播過(guò)程中遇到島嶼遮擋及越過(guò)島嶼后繼續(xù)向前