【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及脉冲传播，具体涉及一种基于lwpc的脉冲传播模拟方法及装置。
技术介绍
1、闪电，又称雷电，是一类发生在对流天气过程中的强放电现象，其发生过程中产生的大电流以及强电磁脉冲对地面建筑物、电力系统、各类电子设施以及生命安全等有很大的破坏性。随着社会经济的发展、科技水平的不断进步，微电子器件和大规模集成电路已广泛应用于社会生活的各个角落，闪电作为强电磁辐射源，对人类生产生活的影响范围越来越大。作为人类面临的重要自然灾害之一，雷电灾害逐渐被人们所重视，因此研究闪电的意义主要在于保护国家和人民生命财产安全以及保障经济社会平稳发展。当然，闪电作为自然界中的一种重要天气现象，认识闪电的物理本质及揭示闪电和其他自然现象之间的联系，本身就有重要的科学意义。近十几年来，闪电研宄一直备受学术界和社会公众的关注，作为大气科学研宄领域的一个重要分支，逐步形成了雷电物理、雷电探测和雷电防护等众多的科研方。无论从了解闪电的物理机制还是确定强电磁脉冲危害的角度来看，闪电电磁场的测量都是十分重要的。闪电事件中复杂的放电物理过程，决定了其在很宽的频段都会产生较强的电磁辐射能量。
2、对闪电物理过程的正确认识，离不开先进的探测技术和实验观测。闪电探测技术尤其是闪电定位技术的不断进步为闪电研究奠定了坚实的基。己有的闪电定位技术从不同角度增进了我们对闪电物理过程的理解，但各有优缺点：声学定位能够测量闪电通道形成过程中产生的声波，但由于同时接收到来自于其他声音的干扰，很难根据定位结果准确判断放电的位置；光学记录能够测量闪电放电过程通道的发光现象，
3、截至目前国内外比较知名的地基闪电探测系统有：基于vhf频段的，如法国的safir系统、美国肯尼迪航天中心的ldar系统、美国新墨西哥矿业技术学院的lma系统以及日本大阪大学vhf-ditf系统，国内中国气科院董万胜等建立的vhf宽带干涉仪定位系统以及中科院寒旱所张广庶等建立的vhf辐射源三维定位系统。基于vlf/lf频段的，有美国国家闪电定位网(nldn)、美国阿拉莫斯国家实验室的lasa系统、欧洲闪电探测网(euclid)、德国慕尼黑大学建立的linet系统以、雅典国家天文台的zeus系统、美国华盛顿大学主导建立的wwlln系统以及最近发展起来的基于vlf/lf频段可获得非常精细的闪电放电通道三维演变的天线组网技术，如美国密西西比大学的pbfa系统、美国阿拉巴马大学的、曰本气象研究所的bolt系统和美国杜克大学的lfi-lma系统。国内中科院空间中心、中国气象局、国家电网公司各自建立的基于业务方向的闪电定位系统以及中科院大气所郄秀书等建立的北京闪电综合探测网(blnet)和木研究组建立的江淮闪电探测网。各探测系统对闪电观测奠良好的设备基础，对闪电科学的研宂进展起到了至关重要的作用。
4、闪电放电是甚低频信号的主要天然来源之一，闪电电磁脉冲能量的主要频率范围是极低频(elf: 0.3-3 khz)和极低频(vlf: 3-30 khz)波段。(kumar et al.， 2008;volland等人，1987)。这些脉冲信号以极低的衰减率(数db/mm)传播数千公里(taylor，1960;yamashita m 1978)。并通过被称为地球电离层波导模式(eiwg)的地面和较低电离层之间的多重反射传播(wait， 1962; hayakawa， 2002)。
5、d区(60-90km)作为波导模的上反射边界，对探空气球来说过高，对卫星探测来说过低。另一方面，非相干散射和部分反射雷达并不适用于d区域的监测，因为该区域的电子重组率和附着率较高且电子密度较低[hargreaves， 1992]。mf雷达[igarashi等人，2000]和火箭测量是有效的，但两者成本过高，不能作为全球低电离层监测的常规手段。这也使人们对这些被称为tweeks (helliwell ra 1965)的闪电天电信号产生了更多的研究兴趣，故而提出基于lwpc的脉冲传播模拟方法来解决上述提出的问题。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于lwpc的脉冲传播模拟方法及装置，通过将信号源分成多个单频信号，利用每个模式在白天和夜间的长波传播能力对其传播进行建模，用来模拟脉冲沿低电离层-地面波导传播情况，解决了现有技术成本过高、不能作为全球低电离层监测的常规手段的问题。
2、根据本专利技术说明书的一方面，提供一种基于lwpc的脉冲传播模拟方法，包括：
3、根据获取的闪电源数据，计算闪电源频谱；
4、基于lwpc模型，在设定的电离层参数及路径信息下，分别对每一闪电源频谱进行模拟，得到各闪电源频谱的模拟输出信号；
5、合成各闪电源频谱的模拟输出信号，得到闪电源数据沿低电离层-地面波导传播后的信号。
6、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：采用双指数模型计算闪电源频谱。
7、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：
8、通过合成到达后的脉冲信号，其中，axf为幅值，ppxf为lwpc建模的相位，f为频率，x为模态数，t为根据相速度计算的闪电信号到达时间，psxf为源相位。
9、作为进一步的技术方案，基于lwpc模型，在设定的电离层参数及路径信息下，分别对每一闪电源频谱进行模拟，包括：通过输入日间及夜间典型电离层参数，利用每个闪电源频谱的模拟输出信号在白天和夜间的长波传播能力对其传播进行建模，以模拟脉冲沿低电离层-地面波导传播情况。
10、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：在每一时刻，对一个闪电源频谱的模拟输出信号进行模拟。
11、根据本专利技术说明书的一方面，提供一种基于lwpc的脉冲传播模拟装置，包括：
12、计算模块，用于根据获取的闪电源数据，计算闪电源频谱；
13、模拟模块，用于基于lwpc模型，在设定的电离层参数及路径信息下，分别对每一闪电源频谱进行模拟，得到各闪电源频谱的模拟输出信号；
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【技术保护点】
1.基于LWPC的脉冲传播模拟方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述基于LWPC的脉冲传播模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：采用双指数模型计算闪电源频谱。
3.根据权利要求1所述基于LWPC的脉冲传播模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述基于LWPC的脉冲传播模拟方法，其特征在于，基于LWPC模型，在设定的电离层参数及路径信息下，分别对每一闪电源频谱进行模拟，包括：通过输入日间及夜间典型电离层参数，利用每个闪电源频谱的模拟输出信号在白天和夜间的长波传播能力对其传播进行建模，以模拟脉冲沿低电离层-地面波导传播情况。
5.根据权利要求4所述基于LWPC的脉冲传播模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：在每一时刻，对一个闪电源频谱的模拟输出信号进行模拟。
6.基于LWPC的脉冲传播模拟装置，其特征在于，包括：
7.一种基于LWPC的脉冲传播模拟设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行权利要求1至5任一项权
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1至5中任一项权利要求所述的基于LWPC的脉冲传播模拟方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于lwpc的脉冲传播模拟方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述基于lwpc的脉冲传播模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：采用双指数模型计算闪电源频谱。
3.根据权利要求1所述基于lwpc的脉冲传播模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述基于lwpc的脉冲传播模拟方法，其特征在于，基于lwpc模型，在设定的电离层参数及路径信息下，分别对每一闪电源频谱进行模拟，包括：通过输入日间及夜间典型电离层参数，利用每个闪电源频谱的模拟输出信号在白天和夜间的长波传播能力对其传播进行建模，以模拟脉冲沿低电离层-地面波导传播情况。
5.根据权利要求4所...
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