大气波导是无线电系统的重要传播环境,对无线电系统性能的发挥起着重要的作用。相干声波扰动大气波导的主要思想是不再将传播环境看成是随自然变化的,而是可被人为控制的,其实用化必须建立在对大气波导环境的研究基础之上,才能准确地根据无线电系统的要求实现最终的目的,为涉及大气波导的无线电系统性能的调整提供了一条有效的途径,诸如解决5G面临大气波导带来的干扰、理论上验证超视距探测雷达隐身技术可实施性等。本文就大气波导及其在相干声波扰动下的电波传播特性展开研究,主要工作如下:探讨了大气波导的成因及其对电磁波传播的影响。基于Debye理论,讨论了大气折射指数半经验公式的由来,及其波动量与温度、压强和水气压等参数波动量间的关系,分析了蒸发波导、表面波导、有基础层的表面波导和悬空波导等形成的原因,仿真了电磁波在标准大气、四种标准波导和复合波导中的传播轨迹,说明了各传播轨迹之间的区别,得到了除蒸发波导外其他类型的波导均存在明显的跳跃区域等结论。研究了六种蒸发波导诊断模型在时空维度上的准确率并统计了全球大气波导的出现概率及其特征参量。总结了基于MOST理论开发的LKB、NPS、RSHMU、NWA、NRL等六种蒸发波导诊断模型,使用ECMWF提供的气象数据对六种模型从全球范围和全年跨度两个维度上进行分析对比,揭示了不同模型在不同海域及不同时间的适用性差异,给出了总体准确率较高的模型;基于大气波导特征参量的定义,使用ECMWF提供的2019年全年陷获层数据,统计了该年度全球范围内四类波导的出现概率、波导顶高、厚度和强度,并总结了各特征量的分布规律。研究了可控相干声波对大气折射指数的影响规律。基于声波的叠加性原理和相控阵原理,推导了球面声源组成的声阵列在空间中某点处声压的表达式,将声源产生的声压与大气折射指数变化相联系,讨论了不同参数的声阵列对大气折射指数变化的影响规律,设计实验证实了相干声波能够在大气中产生起伏压强并影响大气中的电波传播。探究了相干声波扰动下大气波导环境的电波传播损耗。阐述了抛物型方程的优势和理论,结合相干声波改变大气折射指数的机理,采用抛物型方程法仿真了蒸发波导、表面波导、有基础层的表面波导在有无相干声波作用时,电波传播损耗差的空间分布,总结了不同参数的声阵列对波导干扰时损耗差分布的变化规律。综上,本文的研究结果给传播环境涉及大气波导的无线电系统提供理论基础和基本实验验证,具有重要的科学意义和潜在的实用价值。