昆明VHF雷达干涉测量天线阵设计研究

为了研究昆明地区场向不规则体的3D空间特征,需要设计干涉观测用天线阵.因此,在实地测量的基础上,计算并讨论第6组天线不同位置、不同架设高度对原先天线阵方向图的影响,最终选定第3组天线北侧1.6倍波长距离处作为第6组天线的放置位置,并将架设高度在原先的基础上增加0.5 m,干涉测量天线阵方向图仰角为50°,最大增益21....     

曲靖E区场向不规则体回波特征观测研究

利用曲靖VHF相干散射雷达2016年3月至2018年2月间持续观测数据，对电离层E区场向不规则体（field-aligned irregularities，FAI）回波形态特征进行统计分析，结果表明:E区FAI回波在地方时和高度上呈现出三个高发区间，日侧主要位于07:00-12:00LT和90~105 km，而夜侧两个高发区间分别对应于15:00-01:00LT和90~100 km以及18:00-04:00LT和100~115 km；E区FAI回波发生率还具有明显的季节变化，夏季5-8月是其高发期，而冬季的11和12月发生率为极小；E区FAI回波多普勒速度均在-85~85 m/s变化，而其谱宽主要分布在60 m/s以内，三个区间的平均多普勒速度均仅为数m/s，明显小于其平均谱宽，后者约在20~30 m/s.此外，高度分层研究发现，日侧E区FAI的各层平均多普勒速度总体上为负值，但在96 km高度上下薄层内存在一个小幅正值，而夜侧则以105 km高度为界，其上端各层均为负值，下端各层均为正值.曲靖E区FAI表现出典型的Ⅱ型回波特征，其生成和演变过程源自电离层电子密度梯度漂移不稳定性，子午风和低F区电场在其中起着重要作用.     

武汉VHF相干散射雷达及初始观测结果

武汉VHF雷达坐落于武汉大学(30.5°N,114.4°E),工作频率为48.2 MHz,是我国首部用于观测中纬度电离层场向不均匀体实时演变特征的相干散射雷达。首先详细介绍该雷达系统设计,主要包括天线阵系统、功放系统、接收系统、波束控制系统以及数据处理系统;然后利用噪声基底拟合方式去除射频干扰,增强RTI图的可读性和雷达有效回波结构的清晰度。武汉VHF雷达E层不均匀体的观测结果表明,中纬E层准周期回波的发生是风剪切激发K-H不稳定性所致。     

高频地波雷达距离混叠与距离模糊研究

针对地波雷达中远距离斜向返回散射电离层杂波的距离混叠问题,研究了不同接收机结构下线性调频中断连续波体制高频地波雷达的波形参数设计方法,给出了克服距离混叠和计算最大不模糊距离的公式以及波形参数选择的参考原则.理论计算和现场试验证明了远距离斜向返回散射电离层杂波是该体制雷达波形参数设计必须考虑的电波环境要素之一.     

VHF雷达空域干涉法探测曲靖电离层E区场向不规则体精细结构

针对VHF相干散射雷达传统观测方式的探测能力局限,构建了空域干涉法探测实验系统,其具备对电离层场向不规则体（field-aligned irregularity, FAI）三维精细结构探测能力.结合曲靖E区FAI干涉探测实验数据,实现了对系统相位偏差校正及回波三维空间位置精确获取,得到了不规则体云团的三维精细结构以及漂移运动过程,包括FAI回波散射点的三维空间位置以及FAI云团的三维空间外尺度、漂移运动轨迹和漂移速度等.探测实例结果表明：其东西、南北和高度向分布范围分别为-35～20 km、85～120 km和95～130 km,对应的三维外尺度分别为23.8 km、7.6 km和7.6 km;东西向漂移速度要大于其他两个方向,并呈现出5～6 min的准周期回波特征.     

2020年6月21日日环食电离层Es响应研究

为研究日环食期间电离层Es演化过程,利用VHF相干散射雷达和便携式垂测仪在2020年6月21日日环食期间开展联合观测试验,得到日环食期间h′Es和f_oEs均呈现出先降低再增强的变化形态.分析表明,该演化过程类似于快速日出日落对电离层Es的影响,其成因是日环食期间太阳活动作为辐射源经历了快速减弱、复原的一个过程.本次试验观测结果对研究和完善电离层Es形成机制、机理有重要意义.     

非相干散射雷达参数反演误差分析

非相干散射雷达以其多参数、高精度等优点成为探测电离层参数的主要手段之一,文章主要研究利用非相干散射雷达对电离层参数反演过程中,电离层条件、反演参数选择、先验信息及时延分辨率和时延长度对电离层参量反演误差的影响.根据高、低电离层的不同条件,减少反演参数,反演误差会有一定程度的降低,但受高低电离层非相干散射模型不同的影响,低电离层参数的误差会更大;先验信息可以很有效地降低电离层的反演误差;电离层参数误差随时延分辨率降低而增大,随时延长度的增加而减小;零时延信息是否存在对误差估计的影响不大.     

雷达回波信号仿真中距离特性的模拟实现

通过对几种脉冲信号延迟电路的分析,提出了计数延迟与专用延迟线电路相结合的距离特性模拟方法,以适应大的雷达脉冲重复频率变化范围及产生各种宽度的延迟脉冲,满足多种雷达的仿真测试需求。     

前向散射雷达目标回波特性实验

前向散射雷达是一种双基地角接近180°的特殊体制双基地雷达,它通过捕获目标穿越基线时引起的回波起伏变化实现目标的检测,因此对前向散射雷达目标回波特性的研究至关重要。以暗室实测的前向散射雷达回波数据为基础,分析了球体、二面角、三面角、圆柱体雷达目标前向散射场与辐射场相干叠加的综合效应,得出雷达目标进入前向散射区,回波幅度先减小后小幅反弹的规律。该文可以增进对前向散射雷达目标回波特性的认知,为目标检测与识别提供支撑。     

频率步进雷达距离扩展目标检测算法研究

针对宽带毫米波频率步进雷达体制下,点目标分裂成距离扩展目标所带来的检测问题,提出了先抽取后检测处理模式下的积累检测算法.该算法在有效去除过采样冗余提取出目标一维距离像的前提下,能充分利用目标上的多个视在强散射点的能量,有效提高距离扩展目标的探测能力.最后,分析了强散射点分布及IFFT时域泄漏等非理想因素对检测性能的影响.     

高分辨单脉冲雷达距离像回波建模仿真

为了有效模拟和分析雷达目标回波特点,提出了一种数字仿真方法来建模和设计雷达目标回波。通过对高分辨单脉冲雷达的原理分析,设计雷达目标回波仿真系统框架,将系统分解成多个模块,针对每个模块建立相应的数字模型,并利用计算机软件实现,仿真表明该方法能有效建立雷达目标三通道一维距离像回波,并对后续单脉冲跟踪数据处理的研究具有指导意义。     

VHF/UHF波段接收机动态范围问题研究

针对VHF/UHF波段接收机射频模拟前端(RFAF)对动态范围的影响问题,在多射频接收链路模型中添加中频自动增益控制(IF AGC)电路模块,仿真结果表明使用IF AGC电路进行二次增益调节,可保证接收机稳定工作,同时能够减小由RFAGC电路引起的瞬时动态范围的波动变化.     

VHF／UHF波段接收机动态范围问题研究

针对VHF-HF波段接收机射频模拟前端（RFAF）对动态范围的影响问题,在多射频接收链路模型中添加中频自动增益控制（IFAGC）电路模块,仿真结果表明使用IFAGC电路进行二次增益调节,可保证接收机稳定工作,同时能够减小由RFAGC电路引起的瞬时动态范围的波动变化。     

The upwind/downwind dependence of the doppler spectra of radar sea echo

A detailed investigation of the differences between the upwind and downwind Doppler spectra of the radar sea echo has been made, utilizingP-,L-, andC-band data obtained with the Naval Research Laboratory's Four-Frequency Radar System. The results indicate that while the Doppler bandwidth is nearly independent of wind direction, the differential Doppler looking upwind is nearly twice that for the downwind case.     

宽带聚合雷达稀疏频率配置及距离估计

雷达高距离分辨力需要大带宽发射信号,而雷达发射连续大带宽信号受硬件成本和频谱资源限制。利用多个窄带发射信号进行宽带合成时,由于窄带信号频谱不连续性和步进量的增大,会出现距离旁瓣增大、不模糊距离范围缩小的问题。为解决上述问题,并充分利用不连续或跨波段的频谱资源,提出一种用于宽带聚合的雷达稀疏频率配置方式。通过子频带之间的差分处理,获得等效的连续均匀步进虚拟频率信号,在获得高分辨力的同时避免距离旁瓣增大和距离模糊;对于频率跨度较大的子频带,提出了基于几何绕射理论(GTD)模型的目标散射特性频率一致性校正方法,并仿真分析了不同频率跨度对宽带聚合效果的影响和跨波段宽带聚合的可能性。该研究可进一步为雷达系统的后续兼容研究提供参考。     

基于小波阈值法的激光雷达回波信号去噪研究

为了对激光雷达探测回波信号去噪进行研究，基于小波阈值法分析了激光雷达发射和探测回波信号，创建了基于MATLAB仿真平台的模型, 研究了阈值法中选择各参量的策略，结合激光雷达信号和噪声特性，选取了去噪处理中的最佳参量，并进行了4种阈值策略的仿真实验，实现了对探测回波信号中目标信号的有效提取和去噪。结果表明，对于低信噪比信号，同一基函数分解层越高去噪效果越好，在分解层数j为4~5时去噪效果最好; 对于高信噪比信号，同一基函数分解层越低去噪效果越好，在j=3时去噪效果最好，并且信号db9基函数去噪效果好于db2基函数去噪效果。此研究获得了较为理想的去噪结果。     

基于多径分布源模型的米波雷达测高算法

针对复杂环境下的米波雷达低仰角测高问题,建立多径信号服从高斯分布源的阵列信号模型,提出一种广义约束多重信号分类(MUSIC)算法。该算法将多径信号作为约束,通过限制信号子空间包含多径导向矢量,来提高直达波的估计精确度。算法性能不受信号相干和地面反射系数的影响。与传统的测高算法相比,该方法在复杂反射地形下能有效进行目标高度估计。计算机仿真结果验证了该算法的可行性。     

A broad-band VHF mixer exhibiting high image rejection over a multidecade baseband frequency range

Image-suppressing frequency converters operating over greater than octave RF and LO input bandwidths in the VHF frequency range are described. The devices, designed for RF to video conversion, exhibit very flat conversion loss response and greater than 34 dB rejection of the undesired sideband at any baseband frequency between 186 kHz and 50 MHz.     

雷达目标一维距离像计算仿真研究

在雷达目标识别研究中,获取有效的雷达目标特征信号非常重要。通过计算机仿真来获取雷达目标一维距离像。仿真时先对目标外形进行三角面元逼近,利用面元法得到目标随频率变化的R苍值,进行变换后得到目标的一维距离像。给出了一类舰船目标的仿真实验。结果表明该方法在一定程度上可以较好地模拟复杂目标的雷达特征信号。最后指出了需要进一步研究的问题。     

激光雷达三维距离像超分辨重构方法研究

针对目前激光雷达三维距离像分辨率低的问题,使用成本低且有效的图像处理方法获得高分辨三维距离像。首先,利用多传感器系统的特点,将低分辨率Gm-APD激光雷达与高分辨率ICCD激光雷达相结合,获得配准后的低分辨距离像和高分辨强度像,然后,提出了一种改进的图像引导算法实现低分辨图像超分辨重构。该方法使用马尔科夫随机场模型,定义了全局能量函数,该函数将距离保真项和正则化项相结合,通过求解优化模型获得高分辨三维距离像。通过对仿真图像和激光雷达距离像的超分辨重构处理,以主观视觉效果和图像质量客观评价指标来验证此方法。实验结果表明,该方法提高了距离像的分辨率,且很好地保护了图像的边缘结构,在无参考图像质量评价指标上较双三次插值、引导滤波和TGV取得更优值。