EM dalga yayılımı
Çok algılayıcılı tümleşik gözetleme, taktik balistik füzelere karşı erken uyarı, orta ve uzun mesafeli haberleşme, sürekli okyanusbilimsel ve meteorolojik izleme, uzaktan algılama, gezgin iletişimde hücre ve servis planlama olarak gruplanabilen
sistemlerin tümünde, uygulama alanı ne olursa olsun (servis planlaması, gözetleme, haberleşme vs.), yeryüzü üzerindeki iki nokta arasındaki EM dalga yayılım karakteristiklerinin ve yol kaybının belirlenebilmesi gerekmektedir.
Dünya üzerinde EM dalga yayılımı incelenirken:
• Atmosferdeki yüksekliğe ve mesafeye bağlı
değişimler,
• Çalışma frekansı,
• Alıcı verici konumları,
• Yeryüzü geometrisi (yükselti farklılıkları),
• Yerin elektromanyetik özellikleri,
gözönüne alınmalıdır. Bunun yanı sıra, atmosferik kırılma indisi ya da deniz dalgalılığı gibi parametreler, mevsimsel  özellikler ya da gece gündüz arası farklılıklar gibi nedenlerle zamana bağlı olarak da değişim gösterebilmektedir

Özellikle haberleşme ve bilgi toplama sistemlerinin büyük önem kazandığı yüzyılımız içerisinde, pek çok araştırmacı bu karmaşık ve analitik modellemesi zor olan problem üzerinde çalışmıştır. Bu konudaki yaygın literatüre örnek olarak, Wait (1962) ve Fock (1965) tarafından yazılan klasik olarak nitelenebilecek kitaplar ve bu çalışmayla daha çok ilgili olan birkaç makale gösterilebilir (Ishihara v. diğ., 1991a, 1991b; Sevgi v. diğ., 1998; Wait, 1998; De Minco, 2000). Bu yayınlarda dünya üzerinde EM yayılım probleminin çözümüne, genellikle küresel geometriye ve homojen atmosfere sahip dünya yüzeyi üzerine ya da belirli bir yüksekliğe yerleştirilmiş düşey/yatay elektrik dipol olarak belirlenen bir kaynak gözönüne alınarak  başlanmakta ve problem çeşitli yaklaşıklarla çözülmesi mümkün denklemlere indirgenmektedir. Atmosferin yükseklikle ya da yüzey empedansının mesafe ile değişimi (kara-deniz geçişi) gibi EM yayılımın karakteristiğini (frekansa bağlı olarak) tamamen değiştirebilen çeşitli ortam parametreleri gene belirli yaklaşıklar altında elde edilen yaklaşık analitik ifadelere eklenmektedir. Var olan teknikler Problemin tanımı ve spektral integral çözümü Yüksek ve çok yüksek frekanslarda dünya üzerine düşey ya da yatay olarak yerleştirilen elektrik dipol tarafından oluşturulan elektromanyetik dalgaların yayılım probleminin çözümüne, homojen olmayan atmosfer tabakasıyla kaplı, yüzeyde empedans koşullarını sağlayan, küresel ve pürüzsüz bir dünya modeli tanımlanarak başlanabilir. Küresel koordinatlarda (r,θ,ϕ), dünyanın yarıçapı r=a olarak verilir ve dünya yüzeyi üzerindeki (r=a’daki) iletkenlik özelliği, Zs olarak tanımlanan yüzey empedansı ile belirlenirse, θ=0 ve r’ ≥ a noktasındaki düşey yerleştirilmiş dipol kaynağın uyaracağı alanlar, yatayda simetri koşulu altında sadece radyal rU(r,θ) bileşenine sahip Hertz vektöründen elde edilebilir (Wait, 1962). Zamana bağımlılık exp(− jωt)
olarak alınırsa:
E (Ure ) rr r  = ∇×∇× (1)
H j (Ure ) rr r= − ωε∇× (2)

Zaman domeni yöntemi: TDWP
Bir önceki bölümde kısaca açıklan yöntemler,frekans domeninde çözüm üretirler. Bu bölümde, yer dalgası yayılım problemini doğrudan doğruya zaman domeninde çözen saf sayısal yeni bir yöntem açıklanacaktır. Maxwell denklemlerindeki konuma bağlı türev operatörlerinin Taylor açılımı kullanılarak ayrıklaştırılması ile elde edilen sonlu farklar (FD, Finite Difference) yöntemi, 1966 yılında K. S. Yee tarafından zamana bağlı türevlerin de aynı şekilde sayısallaştırılması ile zaman domenine
taşınmış ve zamanda sonlu farklar (FDTD, Finite Difference Time Domain) yöntemi olarak adlandırılmıştır. Bu yöntemde, en genel halde,ortam Yee tarafından önerilen birim hücrelere bölünür ve her zaman adımında bu hücrelerin tümünde elektrik ve alan bileşenleri ayrı ayrı ilgili iteratif denklemler kullanılarak hesaplanır. En genel halde üç boyutlu FDTD yönteminde,her bir Yee hücresinde, hesap uzayındaki konumu (i, j, k) ile belirlenen 3 elektrik ve 3 manyetik alan bileşeni  bulunmaktadır. Zaman ve konumdaki ayrık adımlar sırasıyla Δt ve Δx, Δy, Δz olarak tanımlanırlar. Her bir alan bileşeninin ait olduğu hücre (örneğin Ex(i, j, k), Hz(i, j, k)) aynı (i, j, k) etiketi ile belirlendiği halde, hücredeki konumları birbirinden farklıdır. Bir hücre içindeki elektrik ve manyetik alanlar arasında da hesaplama sırasında Δt /2 kadar bir zaman farkı bulunmaktadır. Ortam parametreleri ε (dielektrik geçirgenlik), μ (manyetik geçirgenlik), σ (iletkenlik) yardımıyla herhangi bir hesap uzayı içine her türlü nesne yerleştirilebilir. Hesaplamalar zaman domeninde yapıldığı için, kaynak fonksiyonu olarak darbesel bir işaret kullanıldığında, tek bir FDTD simulasyonu ile, geniş bandlı çözümler elde  edilebilmektedir. Özellikle son yıllarda, birbirinden farklı ve karmaşık, analitik çözümü zor bulunan ya da hiç bulunamayan elektromanyetik problemlerin çözümünde etkin olarak kullanılan FDTD yöntemi, Akleman ve diğerleri (2000) tarafından ilk kez atmosferde yer dalgası yayılımının modellenmesi için uygun hale getirilmiş ve Time Domain Wave Propagator (TDWP). olarak adlandırılmıştır. Bunun için, diğer analitik ve analitik-sayısal yöntemlerde olduğu gibi ortam yatayda simetrik kabul edildiğinden iki boyutlu FDTD yöntemi kullanılmıştır. Dünya üzerine yerleşti ilen elektrik dipol tarafından uyarılan alanlar iki boyutlu uzay da TMz modunun yayılmasına neden olurlar. Bu yüzden, iki boyutlu TMz yer dalgası yayılımını modellemek üzere, iteratif denklemleri