2018_MCM_A題翻譯_多跳HF無線電傳播

在高頻（HF，定義爲3-30 mHz）區域，通過電離層和地球外的多重反射,無線電波可以傳輸較遠距離（從地球表面上的一個點到地球表面上另一個遙遠的點）。對於低於最大值（MUF）的可用頻率，來自地面源的HF 無線電波通過電離層反射到地球，在那裏他們可能再次反射回電離層，或許也可能會再次反映回到地球上，等等，每一個連續的跳躍都會使得電波傳輸的更遠。除其他因素外，反射面的特性決定反射波的強度以及在保證有用信號完整性的同時如何最大程度的傳輸信號。另外，MUF（最大可用頻率）隨季節、一天中的時間及太陽能條件而變化。高於MUF 的頻率不會反射/折射，而是穿過電離層進入太空。在本問題上，重點關注在海洋表面的電波反射。根據經驗性發現，在動盪海域表面電波的反射衰減程度會比平靜海域大很多。海洋湍流會影響海水的電磁梯度，改變海洋的局部介電常數和滲透率，並改變反射面的高度和角度。動盪海洋表面的波高、形狀和頻率迅速變化，且波浪的運動方向也可能改變。
問題：
第一部分：爲通過海洋表層反射的信號建立一個數學模型。 對於一個100 瓦的HF 恆定載波信號，其值低於MUF，從陸地上的一個點源，確定在動盪海域的首次反射強度，並將其與在平靜海域的第一次反射強度相比較。（請注意，這意味着這個信號的有一個反射會從電離層進行。）如果從平靜的海洋發生附加的反射（2 到n），在其強度低於可用信噪比（SNR）閾值10 dB 之前該信號所能採取的最大跳數爲多少？
第二部分：第一部分的研究結果如何與通過山區的HF 反射進行比較？或者崎嶇的地形與光滑的地形之間如何比較呢？
第三部分：在海上旅行的船舶將使用HF 進行通信、接收天氣及交通報告。你的模型如何改變，以適應在動盪的海洋上移動的船上接收器？當使用多跳路徑時，船還能保持聯繫多久？
第四部分：準備一份簡短的（1 到2 頁）結果摘要以方便在IEEE 通信雜誌上出版。