电离层侧向散射传播特性分析

侧向散射探测技术是近几年发展起来的一种新的电离层探测技术.如何基于电离层侧向散射探测结果准确获取探测区域内电离层状态信息,还需要对电离层侧向散射传播特性进行深入分析.本文详细推导了侧向散射来波信号的信噪比方程,并利用三维数字射线追踪技术,仿真得到了不同接收波束指向下的侧向散射扫频电离图,给出了最小时延线、不同地面距离最大可用频率（MUF）等参数的变化规律.     

单模传播模式下电离层侧向散射特性研究

针对电离层侧向散射探测布站问题,对特定收发方位布站的单模传播模式下不同接收天线主指向、不同收发地面距离的侧向散射进行了仿真,结果表明,当接收主指向为60°（与正北方向夹角）时扫频图会出现与返回散射不同的特性,在低频处前沿变化非常的缓慢,还会出现群距离不连续的现象,随着收发距离的增大这种特性越明显,同时主指向角度减小这种特性也会越明显;当收发站距离和接收主指向达到一定条件时,接收站没有回波信号;同时还对同一主指向、不同距离情况下最小时延线,以及最小时延线上地面散射单元夹角的变化规律进行了分析,这些特性对开展电离层侧向散射布站具有重要的指导意义。     

电离层侧向散射探测试验研究

随着高频通信、探测技术的发展,开展电离层侧向散射的研究具有重要意义.搭建了电离层侧向散射探测试验平台,基于该试验平台,进行了侧向散射探测试验,获得了群距离-频率-幅度的三维侧向散射电离图和地、海侧向散射来波谱图.试验结果表明,基于该试验平台,能够获取电离层侧向散射探测结果,为后续电离层侧向散射信道特性、地海杂波特性的深入研究奠定了基础.     

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.     

背影各向异性不均匀的随机起伏电离层中高频电波散射的几何光学近似

本文讨论了背影为各向异性、不均匀的随机起伏电离层中高频电波的传播和散射问题。     

电离层时域散射与逆散射的数值模拟

采用具有四阶精度的时域有限差分法计算了电离层对时域脉冲的散射，然后应用小波变换求出了反射信号的时频分布。这一时频分布就相当于电离层的频高图。最后利用ＰＯＬＡＮ程序重建了重等离子体剖面，重建剖面非常接近原始剖面。     

电离层时域散射与逆散射的数值

采用具有四阶精度的时域有限差分法计算了电离层对时域脉冲的散射,然后应用小波变换求出了反射信号的时频分布.这一时频分布就相当于电离层的频高图.最后利用POLAN程序重建了等离子体剖面,重建剖面非常接近原始剖面.     

高频返回散射探测中一种特殊现象成因及特性分析

在高频返回散射定频探测多普勒谱中,存在一种具有“弯钩”形状的地海回波,该现象是影响天波雷达海面目标检测的重要因素之一.针对该现象,在建立时变电离层模型基础上,利用射线追踪技术获得多普勒信息,实现返回散射定频探测仿真.仿真结果表明,该现象主要由电离层高低角传播和电离层电子浓度变化引起,电离层参数对“弯钩”多普勒偏移和距离位置具有明显影响.     

基于射线追踪的TID期间电离层高阶效应及多普勒效应仿真

电离层行进式扰动(traveling ionospheric disturbance, TID)是一种常见的电离层扰动形式,对电磁波（如卫星导航）信号的传播过程有着重要影响. 为研究TID对卫星导航信号传播效应,本文基于三维射线追踪方法对导航信号在空间电离层磁等离子体的传播进行仿真,重点研究TID情况下电离层二阶效应和多普勒效应. 首先,通过在NeQuick电离层模型上添加电离层扰动建立TID仿真生成模型,该模型能够模拟多种尺度的TID结构;其次,基于我国南北方两个虚拟站点,仿真模拟得到导航信号在TID发生时的传播特性;然后,计算得到不同仰角和方位角时卫星导航信号的电离层二阶效应和多普勒效应等参数;最后,分析TID参数对电离层二阶效应和多普勒效应的影响. 仿真结果表明,在本文仿真参数下电离层二阶和多普勒效应在低射线仰角情况下更明显,TID多普勒效应和TID周期相关性明显.     

基于数值射线追踪的短波电离层传播轨迹研究

从电波传播的射线方程出发,在不考虑地磁场和碰撞的条件下,推导出了球坐标系下描述短波在电离层传输的轨迹方程.以准抛物电子密度模型为例,给出了求解参数方程组的初始条件.采用改进Euler数值方法求解轨迹参数方程组,得到短波轨迹的参数,实现了短波在电离层中的轨迹计算及仿真.仿真结果结果表明,用数值射线追踪法研究短波在电离层中的传播可以为短波天波通信的轨迹模拟和参数优选提供参考.     

基于AFA型吸波材料的微波暗室静区性能仿真

基于射线追踪法开发的静区电平仿真软件应用于AFA型吸波材料(难燃型吸波材料)铺设的微波暗室静区性能仿真。软件以国内暗室性能检测机构的喇叭天线数据为依据设定发射天线的辐射特性模拟函数,得到发射天线的直射波方向图。以AFA 型吸波材料的实测数据为依据设定吸波材料的吸波特性模拟函数,计算微波暗室各面墙壁反射电场在静区内叠加后的总反射电场值,并据此得到静区内的反射电平分布。仿真与实测结果表明,1 GHz 以下静区反射电平仿真结果下限值与测试结果偏差相对较大;1 GHz 以上两者偏差小于1 dB,吻合较好。验证了该仿真软件能够快速并较准确地用于微波暗室吸波工程的设计与评估。     

基于主传播路径模型的4G室内外协同精确规划优化平台

通过系统阐述4G室内外混合场景下协同规划优化,借助主传播路径覆盖模型,采用室内三维建模结合数字三维地图的方法,利用API接口调用覆盖结果,对4G网络进行了室内外联合覆盖预测、立体呈现,从而实现了室内外一体规划优化。     

基于射线追踪法的航空多径信道建模与仿真

针对航空通信中由于复杂地形环境引入的多径影响,介绍了一种基于射线追踪法的多径信道建模与仿真的方法。 Wireless Insite 是一种基于射线追踪法的无线信道仿真软件,采用该软件,以实际项目为例,对多径信道建模与仿真的方法进行了详细介绍,并对仿真结果进行了分析。仿真结果表明了提出的建模仿真方法用于分析航空飞行器多径效应的有效性。     

热功率信号下芯片温度动态响应及热特性分析

针对电子元件在瞬态传热中的热惯性问题,对芯片在热功率信号作用下的温度动态响应特性进行识别。根据芯片温度对芯片发热功率的阶跃响应曲线,求得芯片上关键点的传递函数;根据芯片温度的方波响应曲线和正弦响应曲线,重点对热功率信号给芯片造成的温度冲击与信号周期之间的关系进行分析。该研究对提高电子元件抵抗热冲击和热疲劳的能力具有指导意义。     

基于光学成像模拟的视觉里程计方法

针对视觉同步定位与建图(SLAM)算法前端漂移误差累积问题,提出基于光学成像模拟的视觉里程计方法。该方法利用稠密三维点云数据进行目标表面泊松重建及材质物理特性关联,依据光学物理特性和光线追踪原理构建基于物理模型的成像渲染引擎(PBRT),生成不同观测条件下的目标特性仿真图像;将目标特性仿真图像与光学相机拍摄图像进行配准与运动偏差恢复,并设计扩展卡尔曼滤波器(EKF)输出位姿状态最优估计值。通过原型系统研制与实验评估表明:该方法有效克服了传统方法漂移误差累积的问题,相较传统ORB-SLAM2算法前端定位精度提升了56%,为视觉里程计的设计提供了一种新的技术思路。     

反射罩光学设计与均匀性仿真

运用非成像光学的光学扩展量理论,根据反射罩曲面上一定区域内入射光通量分布比例与反射光通量分布比例对等的原则,确定每一条入射光线所对应的反射光线方向,求出所需反射罩的形状.根据光源的配光曲线、辐照面积、辐照强度和辐照不均匀性等要求,进行大面积太阳模拟器的反射罩设计,并运用TracePro软件对所设计的系统进行光线追迹仿真.结果表明,运用这种方法设计反射罩曲面,大大缩短设计时间,提高了效率,并且所设计的曲面能较好地符合设计要求.     

海上湍流效应对大气波导传播的影响

海上的湍流大气会引起海上大气波导传播中能量的严重泄漏,进而影响雷达对目标回波信号的正确判断。文中通过利用微波测距机进行连续测距,反算出海面上大气折射率的起伏变化,继而得到能够反映湍流特征的折射率随机扰动项,再将折射率扰动项分别加入到抛物方程模型和射线追踪技术中进行了湍流环境下的传播损耗和射线轨迹计算。计算结果表明,在海上波导传播计算模型中考虑折射率扰动项,可以更加合理地进行雷达系统效应评估,准确地反映大气湍流对海上电波传播的影响。     

An Enhanced Approach for a Prediction Method of the Propagation Characteristics in Korean Environments at 781 MHz

In high‐speed wireless communications, an analysis of the propagation characteristics is an important process. Information on the propagation characteristics suitable for each environment significantly helps in the design of mobile communications. This paper presents the analysis results of radio propagation characteristics in outdoor environments for a new mobile wireless system at 781 MHz. To avoid the interference of Korean DTV broadcasting, we measure the channel characteristics in urban, suburban, and rural areas on Jeju Island, Republic of Korea, using a channel sounder and 4×4 antenna. The path loss (PL) measurement results differ from those of existing propagation models by more than 10 dB. To analyze the frequency characteristics for Korean propagation environments, we derive various propagation characteristic parameters: PL, delay spread, angular spread, and K‐factor. Finally, we verify the validity of the measurement results by comparing them with the actual measurement results and 3D ray‐tracing simulation results.