电离层多普勒频移的预测

超视距雷达工作在短波波段,通过电离层的折射,可探测到常规雷达无法探测到的地平线以下的远距离目标。但雷达电波经电离层折射,探测结果必然受到电离层的影响,其主要特征之一是回波谱中常伴随多普勒(Doppler)频移。文中简单描述电离层Doppler频移的产生机制,并在已预测电离层信道参数的基础上利用数字射线追踪技术对E层、F2层的高频天波Doppler频移进行预测。     

天地一体化超视距雷达的激励源设计

针对单通道天地一体化超视距雷达不能多站组网的问题,设计了一种新型的激励源系统。系统利用现场可编程门阵列（FPGA）和通用串行总线（USB）实现多路发射通道控制,并通过直接数字式频率合成器（DDS）产生初始相位周期变化的线性调频波。理论分析表明,回波信号经过两次频谱变换能产生特定的多普勒频移,从而在多普勒频谱上被展开,实现信号多发一收。实验结果验证了激励源设计的可行性,可用于多站同步观测。     

相位调制表面雷达回波特性研究

作为一种新型的人工周期结构材料,相位调制表面(PSS)在雷达目标隐身方面有良好的应用。文中以线性调频信号为例,建立了回波模型并详细分析了其回波特性。首先,阐述了相位调制表面的基本工作原理,建立了雷达回波模型;然后,应用雷达信号模糊函数理论研究了回波的匹配滤波输出,分析了输出峰值点的幅度、相位及空间分布特性,推导了关键因素对滤波输出的影响;最后,进行了相应的仿真验证。结果表明,就对雷达系统的影响而言,相位调制表面具有与间歇采样转发干扰相似的效应,但同时它还具备一些有源方式难以比拟的优点,这使其可望在雷达对抗、目标特性控制等方面有良好的应用前景。     

一种去除电离层相位污染的方法

天波超视距雷达在传播过程中会受到电离层的相位干扰,这将导致信号频谱的展宽,电离层的相位污染影响了雷达的探测性能.介绍分析了一种简单有效的去除电离层相位污染的方法,并进行了仿真研究.结果表明,该方法具有稳健的去污染效果.     

改进的分段多项式建模的电离层相位去污染新方法

时变电离层的相位污染使天波超视距雷达(OTHR)的回波多普勒谱展宽.近年来已发展了基于分段的相位多项式参数建模和高阶模糊函数的方法估计和校正电离层的相位污染.由于实际电离层信道为时变的且不可预测,因此,采用预先确定阶数的建模方法有较大的局限性.本文提出了一种改进的方法来选择相位多项式建模的阶数.该方法引入三个判决准则对分段后的信号作建模阶数的自适应选择.实验结果表明,改进后的算法比原有的分段相位多项式参数估计方法以及其他两种电离层校正方法具有更好的性能,特别在校正快速变化的电离层相位污染时具有更为明显的优势.     

电离层空时相位特性对天波海态雷达影响研究

电离层空时相位随机变化特性使天波海态雷达方位波束宽度和杂波频谱展宽,降低雷达方位分辨率和频谱分辨率,影响海态参数反演精度。针对这一问题,近年来发展了诸多解电离层相位污染信号处理算法,但均受一定的适用条件限制。首次引入相延时和群延时,深入分析了电离层空时相位变化对天波海态雷达方位波束形成、杂波频谱影响,并利用仿真方法进行了验证。最后,分别采用空、时信号处理对上述展宽进行了抑制,提高了方位分辨率,谱峰明显锐化。     

高频电波加热电离层对波传播影响的研究

地基大功率高频电波加热电离层不仅会导致被加热区域等离子体参数的显著变化,同时会产生诸多空间效应,对通过被加热区域的电磁波产生影响.基于欧姆加热机制建立加热物理模型,研究高频电波加热电离层对波传播的作用,主要讨论在不同加热条件下,高频电波加热电离层对波相偏移的影响,通过数值模拟分析给出其定量关系,并利用EISCAT-TROMSO加热实验结果对数值模拟结果进行了验证比较.结果表明,诊断波的相位偏移和多普勒频移变化与加热条件、电离层变态状况存在关联.     

电离层Es 层对天波超视距雷达性能影响研究

电离层突发E 层(Es 层)是我国夏季经常出现的一种电离层不均匀结构。文中提出了一种基于背景电离层特性的Es层电子浓度分布模型,开展了电离层Es 层对天波超视距雷达影响的仿真分析,获得了雷达探测威力特性分布。试验仿真表明,该方法与实际情况的一致性较好。电离层Es 层模型可以为天波超视距雷达性能评估和决策支持提供理论依据。     

高频泵波加热电离层的数值模拟

基于高频泵波扰动电离层的欧姆加热理论,建立数值模型模拟加热过程中电子温度、电子密度和离子密度随时间的演化及泵波频率、发射功率对加热效果的影响.结果表明,地面以1.5MW的功率发射一个13MHz的电波,可以引起电子温度升高80%、电子密度升高16%的显著变化.电子温度和电子密度的变化分别在加热开始后几十秒和几分钟内达到饱和.泵波频率和发射功率大小显著影响最终的加热效果,但数值结果并没有体现它们之间具有线性关系.和EISCAT雷达1985年2月26日对一次加热实验观测结果(它的发射功率和本文选定的1.5MW一致)的比较表明,在180km以下区域,该文模型和上述实验观测结果具有很好的一致性;更高高度上模拟结果和实验结果的偏差是由于模拟过程中没有考虑F层异常吸收的作用.     

电离层对高频电波吸收衰减的影响研究

提出了一种计算电离层吸收损耗的方法.利用国际参考电离层模型(IRI)和离散电离层背景下的射线追踪模型,对穿过电离层区域的高频雷达电波的吸收损耗进行了定量分析,得到了在不同电波频率和不同发射仰角情况下的吸收损耗的模拟结果,并给出了初步结论.     

高频地波雷达射频干扰抑制新算法的研究

针对高频地波雷达易受到其他设备发射的高频信号干扰的问题, 通过分析射频干扰与有效目标信号在雷达回波中的表现形式及其在雷达距离多普勒谱图中出现区域的差异, 运用多重信号分类算法估计射频干扰的频率和方位角子空间, 利用子空间投影的方法分别在频率和方位角上分解射频干扰信号和有用目标回波信号, 之后从原信号中减去射频干扰分量, 从而实现射频干扰抑制的目的.仿真结果与实测数据的处理结果都表明:该算法可以有效抑制射频干扰.     

On a method computing transient wave propagation in ionospheric regions

A consequence of an exoatmospheric nuclear burst is an electromagnetic pulse (EMP) radiated from it. In a region far enough away from the burst, where nonlinear effects can be ignored, the EMP can be represented by a large-amplitude narrow-time-width plane-wave pulse. If the ionosphere intervenes the origin and destination of the EMP, frequency dispersion can cause significant changes in the original pulse upon reception. A method of computing these dispersive effects of transient wave propagation is summarized. The method described is different from the standard transform techniques and provides physical insight into the transient wave process. The method, although exact, can be used in approximating the early-time transient response of an ionospheric region by a simple integration with only explicit knowledge of the electron density, electron collision frequency, and electron gyrofrequency required. As an illustration of the method, it is applied to a simple example and contrasted with the corresponding transform solution.     

Features of radio wave refraction in the near-polar regions

The radio-wave refraction parameters are analyzed under the Arctic conditions. The features of the troposphere and ionosphere of this zone are taken into account. It is demonstrated that the refraction angles of near-polar regions has no substantial differences from those of other regions. Calculations are performed numerically with the use of exact formulas for refraction of electromagnetic wave. The relationship between true and total refraction angles is derived.     

基于分数傅里叶极化估计的高频雷达电台干扰抑制

目标探测高频雷达工作在短波波段的低频段(3~15 MHz), 该波段内密集的短波电台对高频雷达的目标探测能力造成严重影响, 必须对电台干扰加以抑制才能保证高频雷达全天候正常工作.极化滤波是抑制高频雷达中短波电台干扰的有效方法, 但需要对干扰和目标信号的极化参数进行精确估计.文章在基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform, FrFT)准确估计目标和干扰极化参数的基础上, 利用估计的目标和干扰极化参数来构建极化子空间, 通过极化斜投影算子对高频雷达中的电台干扰进行抑制.实测数据处理结果表明, 基于FrFT的估计方法能准确估计出回波信号中电台干扰的极化状态, 在此基础上进行的斜投影极化滤波能有效抑制高频雷达电台干扰, 提高雷达探测性能.     

软件无线电在电离层电波探测中的应用

提出了应用软件无线电发展新的电离层电波探测技术，开发新一代电离层电波探测设备的思想，并针对广泛使用的电离层探测设备数字测高仪，详细讨论了软件化数字测高仪的系统结构、特色和可行性。结果表明：发展新的软件化电离层电波探测设备的理论和技术条件均已成熟，它所具有的开放性和灵活性，能更好的满足二十一世纪电离层空间大气研究的需要。     

Thermal wave imaging through radio frequency induction heating

Radio frequency (RF) induction heating is used in order to generate thermal waves in conducting materials. This technique is applied to measure the thickness of tungsten-carbide plasma coating on stainless-steel plates. The letter briefly discusses major advantages and disadvantages of RF induction heating.     

A complex radio signal in ionospheric plasma

Analytic solution of the problem on propagation of a frequency-modulated radio pulse in cold isotropic collisional plasma is presented. The solution does not involve the Fourier integral and is not restricted to the distance of propagation or to the a priori choice of the shape of the initial pulse envelope. Rectangle pulses with linear and V-shaped frequency modulation and a trapezoidal pulse with linear frequency modulation are considered. The obtained solution is applied to analysis of distortions of such pulses during propagation along an ionospheric path. It is shown that the solution is efficient in the analysis of the uncertainty function of a propagating pulse     

短波通信选频中的电离层同化短期预报方法

为实现短波通信链路可用频率的短期预报,提出了一种基于卡尔曼同化技术的电离层特征参数短期预报方法.该方法以电离层观测网实时测量值为基础,对未来1~24 h的电离层参量foF2进行预报.通过对不同太阳活动期、不同季节中国区域预报的分析,结果表明：该方法短期预报均方根误差在0.57~0.72 MHz之间,相对误差在9%~12%之间;且中高纬地区的预报精度优于低纬地区.     

一种射频体声波滤波器的版图设计与仿真

射频体声波滤波器品质因子高,尺寸小,其性能已超过声表面波滤波器,将其替代传统的射频滤波器极具性能和价格优势。本文建立了适用于体声波滤波器性能分析的巴特沃斯—范戴克（MBVD）模型,采用梯形级联方式设计了一种射频体声波滤波器的版图。在此基础上以中心频率为1.99GHz,带宽56MHz的体声波滤波器为例,对不同连接级数梯形滤波器的插入损耗、阻带抑制进行了仿真与分析讨论,在4阶滤波器中其带外衰减达到了-29.708dB。采用微机电机械系统工艺制备的2阶和3阶滤波器传输特性的测试曲线与仿真结果基本吻合,表明射频体声波滤波器具有广泛的应用前景。该模拟结果可作为射频体声波滤波器设计的一个重要参考。