【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁场传播领域，更具体地，涉及一种电磁场传播分析方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、极低频(extremely low frequency，elf)电磁波(频率在30hz以下)位于电磁波的最低端频段。该频段电波波长(一万公里以上)与地球周长可比拟，在几百公里至几千公里范围内以驻波方式传播，幅度随距离的变化会出现波峰区和波谷区，且不同频点下波峰波谷比值会有差别。
2、elf电磁波在地—电离层腔体中传播时受传播路径上环境电参数(尤其是电离层电参数)影响较大。如何针对极低频电磁场传播过程进行精确地计算是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种电磁场传播分析方法、装置、电子设备及存储介质。
2、第一方面，本专利技术提供一种电磁场传播分析方法，包括：
3、针对预设极低频elf频段，获取电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数；
4、基于所述电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数，对电离层的多层各向异性介质的表面阻抗进行计算，获取电离层表面阻抗矩阵；
5、针对传播路径上各个点位，基于所述电离层表面阻抗矩阵和水平电流源辐射特性数据，通过分析水平天线所激发的水平电磁场，确定所述传播路径上各个点位的场强数据；
6、其中，所述水平电流源辐射特性数据用于表征所述水平天线的辐射能力。
7、可选地，根据本专利技术提供的一种电磁场传播分析
8、基于所述电离层的电子浓度数据和碰撞频率数据，沿垂直方向将所述电离层分解成多个各向异性层，任意一个各向异性层具有均匀的电子浓度和碰撞频率；
9、基于所述电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数，按照向上和向下传播的波场叠加形式，确定每一个各向异性层对应的电磁场分量；
10、基于每一个各向异性层对应的电磁场分量和边界条件，进行逐层递推，获取所述电离层表面阻抗矩阵。
11、可选地，根据本专利技术提供的一种电磁场传播分析方法，所述基于所述电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数，按照向上和向下传播的波场叠加形式，确定每一个各向异性层对应的电磁场分量包括：
12、通过以下公式确定所述各向异性层对应的电磁场分量；
13、
14、
15、其中，
16、表示各向异性层对应的电场分量，表示各向异性层对应的磁场分量，z表示垂直方向上的高度，i表示虚数单位，e1表示波在分层中向上传播的电场分量，e2表示波在分层中向下传播的电场分量；
17、k1＝k0n1表示波在每个分层中向上传播的波数，k2＝k0n2表示波在每个分层中向下传播的波数，n1和n2表示波在每个分层中向上和向下传播的折射指数，k0表示波在真空中的传播波数，p1和p2表示波在每个分层中向上和向下传播的极化参数。
18、可选地，根据本专利技术提供的一种电磁场传播分析方法，还包括：
19、通过以下公式确定每一个各向异性层对应的边界条件；
20、
21、其中，表示各向异性层对应的表面阻抗矩阵，n表示各向异性层的编号。
22、可选地，根据本专利技术提供的一种电磁场传播分析方法，所述水平电流源辐射特性数据包括电流幅度、电流线的长度和源点下方地壳的导电率，所述场强数据包括所述水平天线所激发的磁场分量和所述水平天线所激发的电场分量；
23、所述针对传播路径上各个点位，基于所述电离层表面阻抗矩阵和水平电流源辐射特性数据，通过分析水平天线所激发的水平电磁场，确定所述传播路径上各个点位的场强数据，包括：
24、基于所述电流幅度、所述电流线的长度和所述源点下方地壳的导电率，确定水平电流源极矩；
25、针对目标点位，基于所述水平电流源极矩和目标距离，计算所述水平天线在所述目标点位处所激发的磁场分量，所述目标点位为所述传播路径上的任意一个点位，所述目标距离为所述目标点位与所述水平天线之间的距离；
26、基于所述电离层表面阻抗矩阵和所述水平天线在所述目标点位处所激发的磁场分量，计算所述水平天线在所述目标点位处所激发的电场分量。
27、可选地，根据本专利技术提供的一种电磁场传播分析方法，所述基于所述电流幅度、所述电流线的长度和所述源点下方地壳的导电率，确定水平电流源极矩，包括：
28、通过以下公式确定所述水平电流源极矩；
29、
30、
31、其中，
32、m1表示东西方向的所述水平电流源极矩，m2表示南北方向的所述水平电流源极矩，i1表示东西方向的所述电流幅度，i2表示南北方向的所述电流幅度，l1表示东西方向的所述电流线的长度，l2表示南北方向的所述电流线的长度，σ表示所述源点下方地壳的导电率，f0表示工作频率。
33、可选地，根据本专利技术提供的一种电磁场传播分析方法，所述基于所述电离层表面阻抗矩阵和所述水平天线在所述目标点位处所激发的磁场分量，计算所述水平天线在所述目标点位处所激发的电场分量，包括：
34、通过以下磁场分量公式计算所述水平天线在所述目标点位处所激发的磁场分量：
35、在所述水平天线指向东西方向的情况下，所述磁场分量公式如下：
36、
37、
38、其中，h1表示在所述水平天线指向东西方向的情况下的磁场分量，h1φ表示球坐标下φ方向的水平磁场分量，h1θ表示球坐标下θ方向的水平磁场分量，r表示传播距离，k0表示波在真空中的传播波数，ds表示平均矩阵分量，a表示地球的半径，aφθ表示θ方向的电流源在φ方向产生的分量，aφφ表示φ方向的电流源在φ方向产生的分量，φ1表示到接收机和天线方向之间的夹角；
39、在所述水平天线指向南北方向的情况下，所述磁场分量公式如下：
40、
41、
42、其中，h2表示在所述水平天线指向南北方向的情况下的磁场分量，h2φ表示球坐标下φ方向的水平磁场分量，h2θ表示球坐标下θ方向的水平磁场分量，φ2表示接收机和天线方向之间的夹角。
43、第二方面，本专利技术还提供一种电磁场传播分析装置，包括：
44、电离层参数获取模块，用于针对预设极低频elf频段，获取电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数；
45、表面阻抗矩阵获取模块，用于基于所述电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数，对电离层的多层各向异性介质的表面阻抗进行计算，获取电离层表面阻抗矩阵；
46、电磁场传播计算模块，用于针对传播路径上各个点位，基于所述电离层表面阻抗矩阵和水平电流源辐射特性数据，通过分析水平天线所激发的水平电磁场，确定所述传播路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电磁场传播分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述电磁场传播分析方法，其特征在于，所述基于所述电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数，对电离层的多层各向异性介质的表面阻抗进行计算，获取电离层表面阻抗矩阵，包括：
3.根据权利要求2所述电磁场传播分析方法，其特征在于，所述基于所述电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数，按照向上和向下传播的波场叠加形式，确定每一个各向异性层对应的电磁场分量包括：
4.根据权利要求2所述电磁场传播分析方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述电磁场传播分析方法，其特征在于，所述水平电流源辐射特性数据包括电流幅度、电流线的长度和源点下方地壳的导电率，所述场强数据包括所述水平天线所激发的磁场分量和所述水平天线所激发的电场分量；
6.根据权利要求5所述电磁场传播分析方法，其特征在于，所述基于所述电流幅度、所述电流线的长度和所述源点下方地壳的导电率，确定水平电流源极矩，包括：
7.根据权利要求6所述电磁场传播分析方法，其特征在于，所述基于所
8.一种电磁场传播分析装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种非暂态计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种电磁场传播分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述电磁场传播分析方法，其特征在于，所述基于所述电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数，对电离层的多层各向异性介质的表面阻抗进行计算，获取电离层表面阻抗矩阵，包括：
3.根据权利要求2所述电磁场传播分析方法，其特征在于，所述基于所述电离层等离子体低频寻常波的折射指数和极化参数，按照向上和向下传播的波场叠加形式，确定每一个各向异性层对应的电磁场分量包括：
4.根据权利要求2所述电磁场传播分析方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述电磁场传播分析方法，其特征在于，所述水平电流源辐射特性数据包括电流幅度、电流线的长度和源点下方地壳的导电率，所述场强数据包括所述水平天线...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，张杨勇，刘勇，张斌，邓方顺，刘小林，叶璇，
申请(专利权)人：武汉船舶通信研究所中国船舶集团有限公司第七二二研究所，
类型：发明
国别省市：
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