曲靖非相干散射雷达探测空间碎片初步成果

在介绍曲靖非相干散射雷达的基本情况和工作参量的基础上,给出了雷达探测空间碎片的灵敏度,报道了2014年11月18日空间碎片探测的实验结果,与理论轨道计算值比较,目标的距离值有很好的一致性,确认了7个编目碎片,证实了利用曲靖非相干散射雷达开展空间碎片探测的可行性。经过进一步的技术革新,曲靖非相干散射雷达有望观测直径为5 cm左右的空间碎片,并通过组网等技术手段进一步扩充空间碎片和其他自然天体目标的跟踪能力。     

非相干散射雷达的空间碎片信号处理与分析

非相干散射雷达是目前地基电离层探测最强大的手段,同时在空间碎片探测方面也具有重要应用价值．从基于非相干散射雷达的空间碎片探测理论基础出发,较详细地介绍了其信号处理方法和空间碎片参数的估算方法,特别是介绍了相干积累和非相干积累两种方法与实测数据对比分析结果,定性分析了测量误差,这对于提升我国的空间碎片探测能力具有重要意义,对利用我国曲靖非相干散射雷达开展小尺寸空间碎片探测具有重要参考价值．     

曲靖非相干散射雷达月球探测初步结果

非相干散射雷达是目前地面监测电离层最强大的设备,在月球等天体目标探测方面也具有潜在价值。本文介绍了曲靖非相干散射雷达技术特点与月球探测数据处理方法,分析了月球探测初步结果以及目前存在的不足与下一步工作计划。结果表明,曲靖非相干散射雷达目前可探测月球单极化回波（右旋圆极化）、反演月表反射系数和粗糙度、进行初步成像等,探测结果与现有研究结果基本一致。本文工作对我国地基雷达天文探测具有重要意义。     

电离层非相干散射雷达探测技术应用展望

非相干散射雷达是目前地面观测电离层最强大的手段.简单介绍了非相干散射雷达探测技术的基本原理和发展现状, 接着结合实测数据详细分析了该技术在电离层探测、空间物体探测、空间等离子体物理研究等方面的应用前景, 紧接着介绍了一些新方法新技术在非相干散射雷达探测中的试验和使用情况.这对提升我国电离层空间环境探测与研究水平, 推动我国首套非相干散射雷达的科学产出和应用具有重要意义.     

非相干散射雷达探测空间碎片实验研究

这是我国首次用欧洲非相干散射雷达探测空间碎片的实验。根据非相干散射探测原理和空间碎片高度分布的规律,采用匹配滤波方法处理了2010年3月25日15小时实验数据,每小时平均24个碎片,用统计方法分析了碎片高度分布。结果表明:大部分碎片分布在高度为800~1000 km之间,与碎片高度分布理论一致,与中国科学院国家天文台空间碎片预测理论模型比对,比较2010年3月25日10点31分05秒目标信息,高度误差仅为0.97 km,确认为碎片国际标识为1965-016F的美国报废业余通信卫星,证实了非相干散射雷达设备直接探测碎片的可行性。     

曲靖非相干散射雷达电离层E-F谷区电子密度日间变化特征初步分析

电离层E-F谷区是电离层探测和研究的薄弱环节之一.文中利用曲靖非相干散射雷达日间120～200 km的电子密度观测数据,初步分析了曲靖地区电离层E-F谷区的变化特征.发现E-F谷区结构依赖于地方时与季节,相对于正午存在对称性,同时表现为两种形态：一种在120～160 km存在明显谷区结构,谷底位于134～144 km;另一种的谷区很宽,谷底位于约130 m,在120～150 km电子密度随高度缓慢变化,160 km以上电子密度快速单调增加.一次耀斑爆发后129 km以下电子密度迅速增加,D层电子密度突然增强,而134 km以上变化不明显,可能与X射线增强有关.一次磁暴期间139～158 km电子密度变化不明显,177～196 km的电子密度出现了增强现象,可能与氧原子含量增加有关.     

电离层加热期间非相干散射谱的反演

使用电子的超高斯分布函数,对我国电离层加热实验的非相干散射功率谱进行了反演,并讨论了非麦克斯韦指数对温度反演的影响.电子分布函数的尾向扩展会使反演过高估计电子温度,过低估计离子温度.对电子温度反演的影响则是显著的,相对误差达到了25%.在电离层加热的非相干散射谱的反演中,非麦克斯韦因素必须予以考虑.     

曲靖非相干散射雷达在空间碎片探测中的应用

目前,空间碎片探测方面的研究越来越受重视,曲靖非相干散射雷达的建成进一步加快了我国空间碎片探测的步伐.本文基于曲靖非相干散射雷达基本特性,首先利用Mie理论研究了498MHz、500MHz和502MHz三个频率理想球形目标的散射特性并进行了分析,结果表明目标大部分散射能量分布在前向及其附近方向;然后以编目为14209的空间碎片为例,通过该雷达的探测得到其后向雷达散射截面（RCS）为0.0043m²,并给出了该雷达的最小可探测目标,这说明了曲靖非相干散射雷达在空间碎片探测方面具有优良的性能,目标电磁散射截面按500MHz计算正确有效,并能够满足工程需要.最后,以西安7.3m和1m天线为例分析了该结论对非相干散射雷达优化布站以及组网探测空间碎片具有参考价值.     

极区电离层加热能量吸收率的非相干散射测量

基于稳态电子能量和动量方程,结合2009年8月电离层加热实验中非相干散射雷达实测的电子密度、电子温度和离子温度对反射高度附近的电波能量吸收率进行了估算。根据计算结果,可得到显著的电波能量吸收率的空间分布结构,能量吸收基本呈近高斯分布,但结构在横向和纵向上并不沿能量吸收中心对称。0.6MHz附近,电波能量吸收率随频差变化的曲线存在锐边界,临界状态下时(两组加热机制的交界)才会取得最佳的加热效果,这对电波能量吸收率经验和半经验模型的建立有重要意义。     

非相干散射雷达的高信噪比空间物体距离测量方法

非相干散射雷达是目前地基电离层探测的强大手段, 同时在空间物体探测方面也具有重要应用前景.当空间物体回波信噪比很高时, 可以利用单个脉冲进行目标检测, 而无需相干积累.非相干散射雷达常采用相位编码脉冲, 在单个相位编码脉冲内存在多次相位翻转, 此相位翻转在接收机滤波后显示一定坡度, 通过搜索此坡度曲线上具有最大斜率的坡度点可高精度确定发射-接收回波脉冲内各对应相位翻转的时间差以及对应的距离, 对这些距离值进行加权最小二乘拟合, 即可给出该回波脉冲对应的空间物体距离及误差估计值.利用欧洲非相干散射科学联合会(European Incoherent Scatter Scientific Association, EISCAT)实测数据分析发现, 距离误差可达数十米量级, 远优于以往的基于发射-接收回波脉冲前沿时间差方法.     

中国近海蒸发波导反演中最佳雷达参数分析

利用雷达海杂波反演大气波导折射率(Refractivity From Clutter,RFC)的技术可以实现海洋低空对流层近实时、区域性、非均匀折射率的探测反演,但其反演性能受雷达参数和折射率区域时空统计特性以及地(海)面的影响,为了使RFC技术在中国海域蒸发波导反演中体现出较好的性能,使用粒子群优化算法和自适应目标函数,利用美国圣地亚哥空海作战系统中心高级折射效应预报系统提供的中国海域蒸发波导高度区域统计数据,依据考虑区域统计特性的均方根误差评判模型,研究了中国不同海域、不同月份,不同雷达频率天线高度组合情况下的蒸发波导RFC反演性能,分析得出适用于中国近海蒸发波导RFC反演的最佳雷达频率和天线架设高度范围,所得结果对我国周边海域监测以及海上无线电系统的设计与应用具有参考价值.     

激光雷达光学扫描性能测试的对准误差分析

激光成像雷达可以给出目标的多方面信息,从而具有较高的目标探测和目标识别能力.其中光学扫描系统的质量是保证获得高质量二维图像的前提,因此有必要对光学扫描器的扫描性能进行定量测试,在应用光学性能扫描测试装置检测激光雷达扫描系统性能时必须保证二者的光轴是对准的.针对激光成像雷达光学扫描性能测试系统,从理论上分析了可能存在的各种对准误差,详细讨论了对准误差对光学扫描测试系统性能的影响,给出了光学扫描测试系统各种对准误差的允许范围.     

高精度测量雷达中多目标参数的确定

本文采用连续波体制给出了一种高精度测量雷达中多目标参数实时精测的方法。该方法目标分离精确、参数测量精度高、运算量不高并且易于工程实现。计算机仿真表明本文提出的高精度测量雷达中多目标参数确定方法有效可行。     

光纤传输技术在雷达系统中的应用

介绍了光纤传输技术在雷达系统中应用的需求与现状,结合实例介绍了雷达数字信号光纤传输的实现方案,详细讨论了系统设计中的关键技术并给出了解决途径.     

四元平面方阵对空声时延定位误差分析

四元平面方阵是最简单的半空域无源定位传声器阵列，其定位精度受多种因素影响，其定位误差主要由时延估计误差引起，针对这种阵列的定位误差进行了分析与仿真，主要讨论了时延估计误差对定位精度的影响，最后从仿真结果看出该阵的测角精度较高，测距精度很差。     

基于数据链的空战目标运动参数的转换

为了解决多机协同空战中数据链延时对空战态势判断带来的影响,本文应用了一种极坐标系下的卡尔曼滤波算法,对数据链的传输延时误差进行补偿,并在此基础上进行目标运动参数的转换,计算工程技术人员感兴趣但机载测量设备无法测量的目标信息,比如目标进入角。仿真结果表明,该算法对数据链延时的补偿误差较小,并能对数据链提供的目标数据进行比较精确的处理。