基于ADI-S-FDTD的低频天地波传播综合建模及预测

项目名称： 基于ADI-S-FDTD的低频天地波传播综合建模及预测

项目编号： No.61401261

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 周丽丽

作者单位： 陕西科技大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 地—电离层中空间媒质是影响低频电波传播特性的关键因素，传统FDTD预测模型能克服解析方法在处理媒质具有复杂分布特性时精度低的局限，但当其同时具有随机特性，数千次仿真是计算资源难以容忍的。项目拟采用随机FDTD结合Leapfrog ADI-FDTD的方式，提出交替方向隐式随机FDTD（ADI-S-FDTD）新方法，对低频天地波传播进行综合建模，研究通过一次仿真得到同时包含地层、空气层及电离层影响的电波统计特性的高效方案。针对算法中随机量相关系数近似影响方差精度的问题，研究基于蒙特卡罗方案的相关系数拟合与反演；针对算法长距离传播预测应用，研究与解析方法、与分段长距离、滑动窗、MPI+OpenMP+CUDA三级并行等多种技术相结合策略，再次大幅提高算法精度与效率，减少资源占用。采用确定和随机两种模型验证算法有效性。对实际地—电离层中电波传播特性进行预测分析，为天地波的联合应用提供理论依据。

中文关键词： 地—电离层系统；低频天地波传播；综合建模；特性预测；时域有限差分

英文摘要： Spatial medium characteristics of the earth-ionosphere system are key factors that affect the low frequency (LF) sky-surface wave propagation. FDTD prediction models have proven to be of higher accuracies than that of the analytic method as the medium

英文关键词： Earth-ionosphere system；low frequency sky-surface wave propagation；integrated modeling；characteristics prediction；FDTD