基于小波去噪的返回散射电离图前沿提取

提出了基于小波去噪结合自适应阈值的Canny算子进行返回散射电离图前沿提取的方法;简单介绍了小波变换去除噪声和用Canny算子进行边缘检测的基本步骤,结合返回散射电离图的统计特性和基本全局阈值技术,提出一种自适应阈值方法进行Canny算子硬阈值的确定方法.所研究的方法可有效的降低噪声对返回散射电离图前沿提取的影响,将返回散射电离图前沿成功提取出来.     

返回散射扫频特殊电离图的信息提取

根据返回散射电离图中噪声和干扰的时统特性提出了一套算法,用于特殊状态下(强底噪、D层吸收增强)的返回散射电离图有效信息的提取。算法首先利用频率域滤波技术,采用巴特沃斯低通滤波器对图像进行过滤处理,使得同频干扰信息得到抑制,然后利用矩形窗去噪和自适应中值滤波器对电离图进行去噪处理,并且对处理后的电离图进行补偿,得到了返回散射电离图干净有效的信号区域,并利用返回散射电离图频率和距离的相关性,将前沿描迹给出。结果显示,该算法对返回散射特殊电离图中的信号部分提取有较好的效果。     

高频返回散射回波到达角探测技术研究

根据返回散射电离层回波特性,提出了基于Capon波束形成、对角加载以及加窗技术的返回散射回波DOA（Direction Of Arrival）估计的方法.利用"L"型短波二维天线接收阵列实现了返回散射电离层回波到达角的探测,获得频率-群路径-回波仰角电离图,收发站的直达波信号和准垂测信号的DOA估计结果验证了探测系统的准确性.     

双基地高频返回散射探测前沿修正研究

高频电离层探测中某一电路形成的斜向探测电离图上各层传播模式的结合频率点应该位于包含该电路的返回散射前沿上,实测数据表明两者有差异.基于返回散射收发异地引起的差异,运用返回散射系统电波传播原理,对返回散射探测群距离P进行改进,通过改进前后自南到北三个方位的结果对比表明,返回散射前沿和斜测最高可用频率(Maximum Usable Frequency,MUF)均方根误差分别改善了12.2%、12.4%、12.8%,这对电离层高频斜向探测和返回散射探测模式信息融合有重要意义.     

基于形状识别的返回散射电离图分类方法研究

基于中值滤波算法, 结合电离图中杂波信号和背景噪声的分布特点, 提出了一种返回散射电离图干净数据提取新算法; 利用返回散射电离图干净数据, 基于形状识别理论, 给出了一种返回散射电离图分类算法, 并对形状因子的提取方法进行了简单介绍.实测电离图仿真实验结果显示, 所提电离图分类算法具有较好的实测电离图识别和分类能力, 具有较好的应用前景.     

返回散射电离图干净数据提取

基于返回散射电离图无线电波干扰的基本特征,提出一种无线电波干扰消除算法;结合电离图中杂波信号和背景噪声的分布特点,提出一种自适应阈值返回散射电离图干净数据提取算法,简单介绍了返回散射电离图干净数据提取算法的计算步骤.仿真结果显示,本文提出的算法适应不同状态的实测电离图,满足工程应用的需要.     

返回散射电离图处理方法研究

提出了一套完整的返回散射电离图处理方法。该方法首先利用信号与干扰的特性对电离图进行干扰去除,并对去除干扰后的电离图进行内插;其次针对电离图的特点进行噪声去除,并根据电离图的距离和频率相关性进行补偿,最后提取前沿。处理结果表明,该方法实时性好,处理效果明显。     

斜测电离图描迹的自动提取

提出了一种能同时获取斜测电离图描迹和参数的方法,该方法采用准抛物模型描述电离层 F2层电子浓度分布。利用正割定理、Martyn 等效虚高定理、图像处理技术和电离图的回波特征确定部分电离层状态参数的最终值和部分参数的初始值及搜索空间。然后,利用最小群时延和残差分析提取 Es 层描迹。最后,使用混合遗传算法从搜索空间范围内找出一组最优参数,使合成的斜测电离图 F2层描迹与真实描迹吻合得最好。为了验证自动提取方法的有效性,对240张斜测电离图进行了自动提取,将得到的结果与斜测电离图的人工提取结果进行比较,结果显示该方法能够较准确地提取斜测电离图描迹和参数。     

斜测电离图反演及其不稳定性研究

在已知固定地面距离的发射站和接收站之间的扫频斜向探测技术能够获得电波传播群时延对频率关系的斜测电离图。由于传输斜测信号的媒质是电离层，因此斜测电离图包含了探测距离上电离层状态的有用信息，可以通过对这种电离图的反演提取电离层的状态信息。采用Rao对返回散射电离图的反演算法和解不稳定问题正则方法的结合对斜测电离图进行了反演。该方法能够克服Rao算法的不稳定性，获得较好的反演结果，展示了在处理实际斜向探测电离图的应用前景。     

一种基于HF返回散射电离图推断Es层参数的新方法

建立了一种Es层模型,该Es电子浓度的垂直分布剖面采用准抛物(QP)模型描述,沿水平方向的变化采用准余弦和线性模型相结合,其内部电子浓度分布具有连续性和光滑性.同时,Es和背景电离层的连接也是连续而且光滑的.基于该Es模型,利用三维数字射线追踪技术,研究了不同参数情况下Es对电波传播的影响,合成了不同参数经Es层反射的返回散射电离图前后沿描迹,在仿真研究的基础上,提出了一种基于返回散射电离图推断Es参数(包括Es临频、高度、厚度、Es发生区域)的新方法,实测数据验证的结果表明:该方法能够很好的拟合实测返回散射电离图,表明了Es模型和推断Es参数方法的有效性.     

基于部分反射理论的Es层电离图描迹研究

结合欧洲非相干散射雷达和电离层垂直探测仪的观测数据,利用Es层的部分反射传播机制,研究了无线电波通过Es层时能形成较长电离图附加描迹的物理成因。基于分层媒质电波传播理论,首先计算电波在Es层中的部分反射系数,然后在利用非相干散射雷达实测电子密度合成Es层回波虚高描迹,并与实验观测到的Es层频高图进行比较。研究结果表明:部分反射理论计算的Es层电离图描迹能够与实测数据符合一致。     

返回散射电离图仿真平台

基于数字射线追踪技术,以球形对称准抛物电子浓度模型作为背景的电离层模型,建立了返回散射电离图仿真平台,并利用该平台对电离层存在梯度、Es、扰动等典型电离层状态的返回散射电离图进行了仿真,最后讨论了天线方向图对返回散射电离图的影响.     

斜测电离图F层二跳传播模式估算方法研究

提出了基于斜测电离图F层一跳模式估算二跳传播模式位置的新方法,与精确的短波射线追踪技术仿真结果进行了对比,并利用实测电离图数据进行了验证,分析了估算结果与实际探测结果的误差原因,仿真和试验结果均表明:该估算方法能够较准确地给出F层二跳传播模式的群路径范围和频率范围,有助于识别斜测电离图不同频率传播模式,可作为斜测电离图传播模式智能识别技术的先验和辅助信息。     

返回散射电离图仰角信息提取方法研究

利用短波二维天线阵列，在国内首次获得了高频返回散射扫频-仰角电离图，本文结合遗传算法和Otsu法对群距离-频率-能量三维电离图进行信号区域提取，通过连通域标记方法进行离散点噪声消除，获取"干净"信号，然后利用Canny算子获得频率对应回波信号分布的最近和最远群距离，在群距离-频率-仰角三维电离图上，提取相应频率的仰角-群距离分布数据，分别利用线性曲线拟合、对仰角求对数拟合和对群距离求对数拟合的方式对数据点进行处理，通过青岛观测站的测高仪数据对拟合后的曲线分别进行了误差分析，结果显示，对群距离求对数拟合得到的曲线与目标曲线的符合较好，证明了提取方法的有效性.     

基于迭代去噪的返回散射同频干扰修复方法

将基于自适应小波阈值滤波和离散余弦变换滤波的迭代去噪技术的图像修复方法引入到返回散射同频干扰的修复问题中,使用澳大利亚的返回散射电离图对算法进行了验证,修复结果的功率信噪比达到40 dB左右.对于实测数据,与传统的修复方法相比,给出的基于小波分解的迭代去噪算法具有更佳统计性能,而且小波方法具有更好的边缘保持能力和结构保持能力,这是返回散射电离图判读的一个重要的性能指标.     

基于HF返回散射和斜向探测的PD变换新方法

提出了基于实测返回散射电离图和斜向探测电离图及三维射线追踪技术综合处理的群路径P到地面距离D变换（简称PD变换）的坐标配准系数（kr）修正方法,采用“归一化”的思想,计算射线追踪技术合成的斜测电离图和实测斜测电离图的归一化频率对应的群路径差值,利用该差值,修正不同距离的合成的群路径,特别是能够对远区没有信标参考地区的坐标配准系数进行修正。仿真分析了临界频率和反射高度估计存在误差时“归一化”方法修正的有效性,从而验证了该方法能够有效地克服电离层参数估计不准对坐标配准系数的影响。     

二维阵列超视距雷达的选频方法

该文提出一种通过预测到达任务区域路径信噪比,自适应地为天波超视距雷达选择工作频点的方法。利用2维阵列的俯仰维分辨能力,克服了传统方法无法从返回散射电离图中分离多模/多径信号的缺陷。雷达通过电离层探测设备和2维接收阵列,获取返回散射数据、环境干扰数据和电离层状态数据。然后利用电离层模型和状态数据,推算各频点对任务区域的照射路径。运用2维自适应波束形成抑制环境干扰噪声,并处理返回散射数据以预测各路径回波强度。最后计算各频点路径在脉冲压缩后的信噪比,选择信噪比最大值的频率为最优工作频点。     

电离层相位污染和多模传播检测与识别研究

相位污染和多模传播检测与识别是抑制电离层引起天波超视距雷达杂波频谱展宽亟需解决的关键问题.文中提出了一种电离层相位污染和多模传播检测与识别算法,该算法综合应用回波信号协方差矩阵时间可逆性、回波序列Hankel矩阵特性和返回散射传播模式区智能提取方法,实现了无相位污染和多模传播(I)、仅存在相位污染(II)、仅存在多模传播(III)、相位污染和多模共存(IV)四类情形检测与识别,为后续抑制相位污染和多模传播提供依据.经仿真和试验数据验证,上述方法有效.     

电离层返回散射探测中干扰抑制方法研究

电离层返回散射工作在高频频段,密集的外部干扰如短波通信、广播电台及大气噪声等污染了接收数据,严重影响返回散射电离图的判读。利用外部干扰的空时特性,提出了一种自适应波束形成-干扰对消级联去干扰的方法。对实测数据的处理结果表明这种方法的有效性和实用性。     

基于粒子群优化的斜测电离图反演研究

斜向探测是电离层探测的主要方式之一,它能获得电波传播群时延和频率关系的电离图。斜测电离图包含了探测距离上电离层状态的有用信息,可以通过对这种电离图的反演提取电离层的状态信息。采用粒子群算法对斜测电离图进行了反演,取得了良好的效果。结果证明,该方法能够克服线性求解的不稳定性,获得较好的反演结果,展示了在处理实际斜向探测电离图的应用前景。