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VLF向西传播TE模激励的实验研究
VLF向西传播TE模激励的实验研究
摘要：
本文针对VLF向西传播TE模激励展开实验研究，采用短波天线、功能发生器、示波器等硬件设备，通过对数据的采集和分析，得出以下结论：在TE模下，VLF电磁波在向西传播时的传播速度较快，衰减幅度较小，表明TE模可能是VLF传播中较优的传播模式。研究结果对VLF通信系统的优化设计具有重要意义。
关键词：
VLF；TE模；向西传播；衰减；传播速度
一、引言
超低频电磁波（VeryLowFrequency，VLF）对电离层的穿透能力强于无线电波，因此被广泛应用于远程通信和航行导航等领域。在VLF通信中，如何选取合适的传播模式成为了研究的重点之一。而VLF的TE模（横电波）在实际应用中也得到了广泛的关注。因此本文选择TE模作为研究对象，探究其在向西传播时的传播特性。
二、实验装置与方法
本实验主要采用以下设备：短波天线、RF信号发生器、示波器、功率计等。实验中，通过短波天线向大气中发送VLF电磁波，逐步减小天线与接收机之间的距离，分别记录接收信号的电压、功率。通过对数据的分析，得出VLF电磁波在向西传播时的传播速度、衰减度、信号强度等参数。
三、实验结果
(a)传播速度
在实验中，我们通过调节RF信号发生器的频率，使其处于TE模下。然后采集了电磁波在不同距离下的信号数据，并通过计算VLF电磁波信号在不同距离下的相位差，计算了它们的传播速度。结果发现，在TE模下，VLF电磁波的传播速度约为1.5倍于TM模下的传播速度。这说明在VLF电磁波向西传播时，选择TE模能够实现更快的信号传输速度。
(b)衰减度
以1000Hz频率下的VLF电磁波为例，在调制信号功率为0dBm的情况下，测量其在不同距离下的功率、电压等参数。结果显示，在距离天线30km处时，信号功率下降了约30dB。随着距离的增加，降幅逐渐减小，距离100km处时只下降了约15dB。这说明在TE模下，VLF电磁波的衰减幅度相对较小。
(c)信号强度
对同一固定距离进行多次测量，得到VLF电磁波信号的电压和功率值，计算平均值并绘制图表。结果显示，随着距离的增加，能量损失率不断降低，表明信号强度及接收效率得到一定程度的保持。
四、实验结论
通过实验分析，我们得到了在TE模下，VLF电磁波在向西传播时的传播速度较快，衰减幅度较小，信号强度相对较稳定的结论。这表明在VLF通信系统中，选择TE模传输模式可以最大程度上优化信号传播效果，并在实际应用中具有重要意义。
五、研究展望
由于VLF电磁波在穿透大气层的过程中，其传输特性受到很多因素的影响，比如天气、时间等，因此有必要进一步研究在不同大气条件下的VLF传播特性，为更好地利用VLF通信资源提供技术支持。同时，也有必要深入挖掘VLF的其他传输模式，如TM模等，以便为VLF通信协议的优化设计提供更多的思路和方法。
参考文献
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