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。     

多输入多输出宽带时变信道分布散射模型研究

基于多输入多输出（MIMO）窄带分布式散射模型和Kronecker信道模型,导出了宽带分布式散射模型的信道冲激响应矩阵,并利用蒙特卡洛方法和离散傅里叶变换,分别得到随机的时域信道矩阵和频域信道矩阵,建立了MIMO宽带分布式散射模型。在此基础上,通过对复高斯白噪声进行多普勒滤波的方法,实现了对MIMO时变、宽带信道时域衰落特性的仿真。上述结果可用于分析和评估MIMO宽带移动通信系统的性能。     

基于蚁群算法的雷达海杂波反演蒸发波导研究

蚁群算法是近年来兴起的一种随机搜索寻优算法,为函数优化问题提供了一种新思路;利用雷达海杂波反演蒸发波导(RFC)可以提供近实时的波导信息,为雷达等无线电系统评估提供参数,且无需增加硬件设备.阐述了利用雷达海杂波反演大气波导的基本原理和基本流程;给出了用于函数优化的蚁群算法基本原理;将蚁群算法与雷达海杂波反演大气波导技术相结合实现了对蒸发波导的反演.利用我国东部沿海的实验数据对反演算法进行检验,分析结果显示蚁群算法收敛速度较快,精度较高.     

典型区域气候下的D-InSAR大气形变误差分析

利用单站全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)精密单点定位原理(Precise Point Positioning, PPP)解算天顶方向的对流层大气天顶延迟, 并对其一天内的变化进行统计平均, 结合经典的Kolmogorov-Obukhov“2/3”扰动理论和随机场理论, 基于对流层天顶延迟与大气折射率的时变相关性获得大气结构常数的平方C_n2, 通过计算我国北京、上海、昆明、乌鲁木齐四个典型区域在不同时间的C_n2, 评估各区域大气环境的湍流特性对不同基线长度的合成孔径雷达差分干涉(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar, D-InSAR)系统形变误差的影响.计算结果表明:对于基线距离较长的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)系统来说, 大气湍流的影响不容忽略, 尤其是当大气结构常数的数量级在10-14 m-2/3以上时, 形变误差基本会达到厘米级.准确获取雷达成像时间内的大气结构常数, 对进一步降低D-InSAR系统的形变误差起到举足轻重的作用.     

第23太阳活动周强磁暴行星际源的统计分析

统计了第23太阳活动周(1996-2006)发生的90次强地磁暴(Dst≤-100 nT)的行星际源.在第23太阳活动周内, 当行星际磁场(Interplanetary Magnetic Field, IMF) Bz分量南向翻转并持续较长时间时, 通常会引起强磁暴的发生, 进而引起电离层暴.文中分析了强磁暴的年分布状况以及引起强磁暴的不同行星际结构在同样活动周的分布特征, 并且分析了中国地区电离层暴事件的行星际源.统计结果显示, 1)行星际日冕物质抛射(Interplanetary Coronal Mass Ejection, ICME)是引起强磁暴的主要行星际源.在ICME中, 相对于非磁云结构, 磁云结构是引起强磁暴的主要行星际源. 2)强磁暴主要在太阳活动极大年和下降年份, 在太阳活动低年出现次数较少.强磁暴在太阳活动周的分布呈三峰结构, 并认为可能跟1999年强磁暴发生次数异常少, 使1998年凸显出来的现象有关. 3) ICME引起的电离层暴事件是共轭作用区(Corotating Interaction Region, CIR)引起电离层暴的7倍多, 这说明ICME也是电离层暴事件的行星际源.     

一种新的适用于高空雷达传播的混合模式

针对雷达高度较高的电波传播情况,分析了无线电物理光学(RPO)混合模式在这种条件下可能产生的多种计算错误.高空混合模式在高仰角区域引入只考虑直射射线的直射线平地球FEDR模式来弥补单一抛物方程模式的不足,避免了RPO模式的计算缺陷,但近距离的电波效应计算不够准确.其解决的方法是通过引入RO模式计算近距离处反射射线的干涉效应,建立一种新的适用于高空雷达传播的混合模式,并给出了计算结果.结果表明,改进的高空混合模式能够演示近距离处射线的干涉效应,可以更准确地描述雷达电波传播特性.     

超强磁暴期间中低纬电离层扰动的统计分析

利用1957-2005年72次超强磁暴期间的电离层观测数据,分析了北半球120°E附近中低纬电离层的扰动特征.结果表明,电离层的扰动形态随磁暴发生季节和开始时间的不同而异.在冬季,负相扰动主要发生在中纬,低纬以正相扰动为主,分界线在满洲里和北京之间;在中纬,下午开始的磁暴所引起的电离层扰动持续时间较长,而在低纬,夜间开始的磁暴所引起的扰动持续时间较长.夏季超强磁暴所引起的电离层扰动以负相为主,下午开始的磁暴所引起的扰动最强,夜间开始的磁暴所引起的扰动持续时间较长.在分季,虽然各台站电离层仍以负扰动为主,但扰动强度和持续时间随磁暴开始时间不同有明显差异.分析表明,上述电离层扰动特征与暴时环流的影响密切相关.     

基于不同天线高度雷达海杂波的蒸发波导反演

分析了影响雷达海杂波反演海洋蒸发波导的几个关键因素,建立了蒸发波导修正折射率剖面的两参数模型,提出了一种提高蒸发波导反演精度的方法。由于天线高度不同时,雷达接收的海杂波携带的波导特征信息不同,基于天线伺服系统,建立了可调天线高度雷达系统的两参数蒸发波导反演模型。通过与固定天线高度的蒸发波导两参数反演比较,验证了该反演模型具有较高的稳定性和反演精度。     

我国不同积分时间降雨率的统一转换模式

1min积分时间降雨率概率分布是10GHz以上无线电系统雨衰减预测的基础性数据。但多数气象台站降雨率数据的积分时间大于1min，因而需要一种有效的转换方法。为此利用我国典型气候区的实测降雨率数据对几种不同积分时间降雨率转换模式进行了参数拟合与结果比较，在比较研究的基础上，提出了我国统一的转换模式。这一模式可较好地用于我国不同地区的降雨率转换。     

雾对10.6μm红外辐射的衰减特性研究

基于gamma雾滴尺寸分布模型及辐射雾和平流雾含水量与能见度的经验关系,计算并回归得到了平流雾和辐射雾对10.6μm红外辐射的衰减与含水量和能见度的关系,其对浓辐射雾得到的雾衰减与含水量的线性关系与文献所给实验结果和半经验公式均有很好的一致性.最后对雾的红外衰减和可见光衰减进行了比较,结果表明浓平流雾对10.6μm红外辐射的雾衰减大于可见光的雾衰减.