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海上无线电波传播特性与信道建模是保障现代海事通信可靠性的关键研究方向。由于海面环境的独特性,无线电波在海上传播时会面临复杂的物理效应。
从传播特性来看,海上电波受自由空间损耗、大气折射、海面反射等多重因素影响。其中海面反射会导致显著的多径效应——直射波与反射波相互干涉,引发信号幅度的快速波动(即衰落现象)。与陆地环境相比,海面反射系数更高,且随海浪动态变化,这使得海上信道具有时变非平稳特性。
在信道建模方法上,研究者通常采用几何统计模型或经验模型。几何模型通过射线追踪法模拟电波传播路径,适合分析多径时延扩展;经验模型则基于实测数据建立路径损耗与距离的关系,如经典的双斜率模型。近年来,机器学习技术也被用于构建自适应信道模型,以应对复杂的海况变化。
该领域的研究对优化舰船通信系统设计、提升应急通信可靠性具有重要意义。未来的挑战在于如何建立更精确的海况-信道联合模型,并解决高频段(如毫米波)在海上应用中的传播预测问题。