低轨卫星通信电波传播的双线模型

从陆地移动通信中电波传播的双线模型出发,根据低轨卫星通信的特点,提出了一种适用于低轨卫星通信电波传播的双线模型.通过对模型的分析和计算,得出了自由空间衰减随卫星仰角变化的规律.在仿真过程中,假设了接收机在卫星轨道面内和轨道面外两种情况,分别对TE波和TM波的路径增益进行了讨论.结果表明,由于地面反射的存在,自由空间的衰减在只有直视路径的基础上产生了起伏振荡.合理利用这些规律,对于低轨卫星信道建模和卫星通信接收机设计具有一定价值.     

岸基GNSS反射信号的波浪多参数反演方法研究

针对当前GNSS-R技术利用GNSS海面反射信号仅反演有效波高一个参数的不足，基于直射信号和反射信号构成的复相干场模型，建立海面相关时间与波浪的有效波高和平均波周期的映射模型，给出了基于直射信号多普勒频移、C/A码、导航数据位参数辅助的海面反射信号处理流程和方法，确立了基于GNSS海面反射信号的有效波高和平均波周期反演流程和方法，并在青岛小麦岛海洋观测站进行了岸边实验.实验结果表明，有效波高反演结果的均方误差为0.1 m，平均波周期反演结果的均方误差为0.61 s.所提反演方法对海洋观测新技术研究和新装备制造，及其在我国北斗系统中的应用等扩展领域，都具有明显学术价值和重要意义.     

海面蒸发波导微波超视距通信可行性分析

海面蒸发波导是海洋环境下可有效增强无线信号而实现超视距传播的一种媒质。介绍了海面蒸发波导的基本概念、传播机理以及国外研究概况,分析了利用这种信道资源实现微波超视距通信的可行性,表明其传输信道稳定,具有较高的通信可用度,可以为海域船只之间、船只与陆地或岛屿之间的远距离大容量信息传输提供一种新型的可用通信手段。     

基于高频地波雷达的海水电导率反演

温度、压力和电导率是表征海水性能最主要的三个物理量,研究海水电导率的分布与变化,有助于人们深入研究海水电磁特性及化学组成.文中建立了一种基于高频地波雷达的海水电导率反演机制,利用高频电磁波的海面衰减特性,通过分析高频地波雷达在海面不同雷达观测元间的附加衰减数据,结合区域验证过的电波衰减方程,建立海面电导率和地波Norton衰减因子之间的单调对应关系模型,进而获得沿岸海洋表面电导率的分布信息.实验结果表明:利用高频地波雷达遥感海面电导率具有可行性.     

探空信号的信道建模及仿真

从分析探空信号的传输、传播路径及其信道的特点开始,建立了探空仪信号传输的两径信道模型,并根据历史探空数据给出适当的信道衰减参数和信号传输函数。利用Matlab对建立的模型进行仿真并分析结果,得到的信道衰减参数曲线基本符合实际情况。结果还表明地面反射信号引起的快衰落对探空信号传输系统造成了很大的影响,是系统误码率高的主要原因,这为探空信号的抗干扰性能分析提供依据。     

计算电离层VLF波传输特性的时域有限差分算法

在星载甚低频( VLF)通信技术中,研究甚低频信号在电离层中的传输特性具有重要意义。现有的利用时域有限差分( FDTD)算法研究电离层传输特性大多基于高频脉冲信号,且传播模型相对粗略,计算存在一定误差。为此,建立了更为精确的电离层各向异性传播模型,对常规的FDTD算法引入变步长因子,并用该算法对VLF波在电离层中的场强衰减进行了数值计算,研究了昼夜变化及频率对其传输特性的影响。仿真结果与卫星实测数据对比表明：与常规的FDTD算法以及全波分析方法相比,引入变步长因子的FDTD算法精度更高;在VLF频段,降低频率有利于电磁波穿透电离层,且白天的衰减明显大于夜间;VLF波在射入电离层并穿透D层时衰减严重(30~40 dB),约为F1层中衰减的3倍。     

基于北斗GEO卫星信号的海面目标非协同探测性能分析

对利用北斗GEO（Geosynchronous Orbit）卫星信号开展海面目标非协同探测的性能进行分析。首先提出了初步系统结构方案,分析了北斗信号并建立了直射和反射信号模型,从最大探测距离和伪随机码模糊性两方面分析了基于北斗卫星信号的海面探测性能。仿真实验结果表明,基于北斗GEO卫星的反射信号在强度和信噪比等指标上都要优于GPS MEO（Medium Earth Orbit）卫星的反射信号,北斗的Kasami码和Gold码在时延和多普勒频移维上都具有很好的时间分辨力,利用北斗GEO卫星信号开展海面目标非协同探测是可行的。      

隧道内微波多径传播特性的仿真

运用射线法和帐篷定律模型对空直矩形隧道微波载波的多径传播特性进行了仿真研究。结果表明，隧道中信号传输的时延扩展和信号的衰减均与载波频率有关。载频越高，时延扩展越小，而衰减越大。这是由于在相同的隧道壁粗糙度下，波长短的信号散射衰减更大，因而具有较少的反射路径。此外，隧道中垂直极化波的时延扩展比水平极化波的要小，原因是隧道壁对不同极化波反射衰减不同。     

近海覆盖若干问题的探讨

首先得出近海覆盖电波传播最大视距距离,根据海面电波传播的二波传播特性推导计算电波在海面传播的无线传播损耗,随后分析了雨、雾、云对近海覆盖电波传播的影响,给出了雨、云衰减计算公式。最后根据得出的结果分析了台湾海峡和渤海湾两处海洋环境近海覆盖的电波覆盖及其传播损耗。     

米波雷达对海面目标探测性能分析及验证

一般认为,岸基米波雷达由于受到海面多径反射的影响,波束上翘,难以进行海面目标的探测,关于米波雷达对海面目标探测性能的分析和论述较少。通过对电磁波在传播中经海面反射和沿海面绕射情况的分析,同时在海面反射和绕射之间进行合适的插值运算,给出了岸基米波雷达对海面目标的探测性能的分析和估算,并在某装备的研制中,进行了舰船目标的实际航行试验验证,试验结果与分析基本一致。对米波雷达的论证设计等具有借鉴意义。     

粗糙海面对高频雷达地波空间场分量传播损耗的影响

为研究粗糙海面对高频地波雷达的影响,本文首先引入了更符合实验结论的粗糙海面相干谱反射系数的修正公式,并将其代入到雷达方程,计算了高频雷达地波空间场分量的传播损耗。本文所预期的结果符合架设于海岸的高频地波雷达的实际环境。     

粗糙海面对电波传播的影响研究

蒸发波导能够部分陷获电磁波的传播,从而改变电磁波的传播特征,形成超视距传播,但是粗糙海面对电波传播的影响会削弱这种传播特性。基于抛物方程(PE)模型,采用包含粗糙海面阴影效应的反射系数来计算电波传播损耗,仿真结果略大于采用Miller-Brown模型做海面粗糙度修正的传播损耗值。表明当波长与浪高可比拟甚至远小于浪高时,粗糙海面的阴影效应对电波传播的影响不可忽略。     

粗糙海面短波地波通信链路分析与计算

为评估沿粗糙海面传播的短波地波通信性能,研究了不同海况下的地波传播衰减因子。将短波地波传播模型与天线仿真技术相结合,在地波场强的计算中充分考虑实际舰载鞭天线的增益、方向图和辐射效率等参数;并介绍了大气噪声,对粗糙海面短波通信接收点处的信噪比进行计算;最后,给出了临海四地短波通信测试结果。无线信道试验表明,海面短波地波传播理论计算与外场试验结果基本一致。     

Radar reflectivity of the ocean surface for circular polarization

If one transmits an electromagnetic wave, an electric field is set up in space. The earth's surface modifies the field and an interference pattern results. To calculate such a pattern one must know the reflection characteristics of the surface for the polarization of the incident wave. These are known for linear polarizations. Since a circularly polarized wave is a combination of the two linear polarizations, we can compute the reflection coefficient for circular polarizations by proper combination of the two linear reflection coefficients. This reflection coefficient is known for smooth sea conditions. In this paper the vector model of reflectivity for a rough sea is extended to include circular polarization. Reflection coefficients for the rough sea case are derived. Analytical expressions are given for the total received signal including the coherent and incoherent components. Receiver antenna polarizations of the same and opposite senses to that of the transmitter are considered.     

基于YOLOX的跳频信号检测

现有跳频信号检测算法大多针对固定参数的跳频信号检测,而面对可变参数的跳频信号检测时,其每跳时长及带宽的不确定性导致这些算法的适用性下降。为此,提出了一种基于YOLOX的跳频信号检测算法。该算法适用于固定参数跳频信号和可变参数跳频信号,判断跳频信号的存在性。首先将观测时间内的信号进行短时傅里叶变换获得灰度时频谱图;然后将时频谱图经过目标检测网络YOLOX,获得各个信号的预测框;最后根据跳频信号各跳点的时间连续性,筛选出跳频信号各个跳点,根据连续跳点个数判断跳频信号的存在性。对算法的检测流程进行了仿真,以验证算法的可行性。实验结果表明,该算法可以较好地完成盲检测任务,且能够通过增加较少的先验信息以提高检测性能。     

Rain Rate Statistics and Fade Distribution of Millimeter Waves in Indian Continents

For any communication service operating in the Microwave/ Millimeter wave region, statistical information characterising the attenuation due to rain along satellite slant path would be required for the design of satellite communication links and for the broadcasting network above 20 Ghz. It is necessary to have a prior knowledge of the probability of exceeding different levels of rain attenuation in order to design appropriate fade margins into systems and establishing estimates of the year to year variability of rain fade margin for particular geographic regions of India so that the communication system reflects the extremes of these variabilities. Direct measurement of beacon signals from geostationary satellites have been a mean to determine the above information and experiments can be pursued with satellite such as INSAT. [1] Attenuatiuon of Millimeter Waves by rainfall restricts the path length of a communication system. A knowledge of the rain attenuation at such frequencies is therefore desirable in designing a reliable communication system. Signal level fading over line-of-sight links strongly depends on the hop length, frequency and climate. For short hops, the probability of occurance of deep fades becomes diminishingly small. However, since an extended hop length is possible for regions with little rain activity, clear weather fading can affect the link reliability in a similar way ti a rain.[2]     

湍流环境下的大气波导信道衰落特性研究

湍流大气环境不但会引起大气波导传播中能量的严重泄漏,干扰雷达对目标回波信号的检测,还会影响接收信号的快衰落特性。文中针对大气波导超视距信道,利用考虑湍流效应的抛物方程模型仿真计算了不同湍流强度下,波导高度内、外接收信号的超视距快衰落特性,分析比较了考虑与忽略湍流效应两种情况下,波导高度内、外接收信号的幅频特性,更加合理地对雷达进行系统效应评估,准确地反映大气湍流对海上电波传播的影响。     

低频多跳天波时延估计算法比较

低频天波传播时延的准确预测对其在远程导航授时中的应用潜力挖掘具有重要意义. 为了获得地-电离层波导中低频多跳天波模式的传播时延特性,同时验证典型多径时延估计算法在不同信道环境下的作用性能,文中首先采用时域有限差分(finite-difference time-domain, FDTD)电磁计算方法对不同电离层反射情况下的距发射台400 km处地面接收的低频天地波耦合总场进行正演预测,然后分别基于快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)/快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform, IFFT)频谱相除、多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)和旋转不变技术信号参数估计(estimating signal parameters via rotational invariance techniques, ESPRIT)三种算法对电磁场数值预测结果进行后处理,解耦得到不同模式（地波、一跳天波、二跳天波、三跳天波及四跳天波）的时延,并在此基础上分析比较了无噪声和信噪比(signal-noise ratio, SNR)为0 dB、?5 dB以及?10 dB情况下三种算法对多跳天波的时延估计结果. 结果表明,波跳次数越高,算法的检测能力越差. 对于文中所模拟的信道条件,在弱噪声（SNR=0 dB）、电离层强反射时,FFT/IFFT算法结果精度最高,时延误差不超过400 ns;而在强噪声（SNR= ?10 dB）、电离层弱反射时,ESPRIT算法稳定性最好,误差范围在5 μs以内.     

短波天波通信链路计算模型研究

为建立远程舰艇短波通信可靠通信链路,简化短波通信工程中天线和通信台站设计过程,研究设计了一个完整的短波通信链路计算模型。该模型包含天线辐射特性计算模型、短波通信电路计算模型、短波天线数据库和通信链路地理参数数据库四大部分。在此基础上,使用该模型进行了实例分析,确定了在一定条件下的工作频率、反射模式,预估场强强度,为短波天波通信工程设计提供依据。     

基于空时频协方差矩阵重构的高效跳频信号DOA估计

为了充分利用跳频信号的空域信息来进行信号的DOA估计,在信号空时频分析的基础上,本文提出了一种基于协方差矩阵重构的高效跳频信号DOA估计方法。首先将接收信号的均匀线阵（uniform linear array, ULA）平均划分成2个子阵,分别对每个子阵接收到的信号进行时频分析,在时频域选择有效跳,构造每跳的空时频矩阵（spatial time-frequency distribution, STFD）,然后求得2个子阵的互协方差矩阵。将2个子阵的互协方差矩阵进行重构运算得到等效的信号子空间,最后构造空间谱多项式求根估计出信号的DOA。仿真结果表明该方法相比于以往改进类子空间算法能够有效提高估计精度和降低算法复杂度。