利用高频返回散射技术探测电离层行波扰动

 电离层行波扰动(TIDs,Traveling Ionospheric Disturbances)是电离层一种周期性的电子浓度波动结构,它与上层大气内的声重力波运动有关.在前人的工作基础上,提出了利用高频返回散射技术判别TIDs的方法,建立了TIDs特征参数的理论研究方法.并通过分析多方位返回散射试验数据,研究定频返回散射回波信号群距离和跳距随时间、方位角的变化特征,提取了TIDs的运动周期、运动方向、波长等特征参数信息,从而实现对宽空间、大区域电离层波动特性的研究.     

双基地高频返回散射探测前沿修正研究

高频电离层探测中某一电路形成的斜向探测电离图上各层传播模式的结合频率点应该位于包含该电路的返回散射前沿上,实测数据表明两者有差异.基于返回散射收发异地引起的差异,运用返回散射系统电波传播原理,对返回散射探测群距离P进行改进,通过改进前后自南到北三个方位的结果对比表明,返回散射前沿和斜测最高可用频率（Maximum Usable Frequency,MUF)均方根误差分别改善了12.2%、12.4%、12.8%,这对电离层高频斜向探测和返回散射探测模式信息融合有重要意义.     

电离层返回散射探测中的射频干扰剔除方法研究

在电离层返回散射探测中,回波信号容易受到射频干扰(RFI)的污染,使得直接从回波信号中提取电离层信息比较困难,因此对这些干扰进行剔除是必不可少的。基于波形平均算法和小波变换去噪算法,提出一种剔除射频干扰(RFI)和噪声的方法,并对实测数据进行了处理。结果表明:将该算法应用到电离层返回散射探测中是可行的。     

高频返回散射台风跟踪技术实验研究

高频返回散射海面回波Doppler谱中存在着两个明显的峰（称之为一阶Bragg峰）,研究表明两个峰值的大小与海面风向有关,根据这种关系对反演海面风向以及台风位置作了研究,利用中国电波传播研究所高频返回散射探测站的固定频率探测数据进行实验,绘制出了2007年9月台风“韦帕”的风向场图与路径图,并与气象部门实际台风数据进行比较,较好地反映出了海面风向场、台风中心位置与台风经历的路线,表明高频返回散射探测系统可以应用于海洋气象监测中。     

高频天波返回散射传播实验研究新进展

论述了中国电波传播研究所在高频天波返回散射传播新的实验研究.返回散射实验系统根据法拉第旋转效应利用收发不同极化天线阵成功的探测到2000km远的飞机.探测得到的飞机航迹和同时用VHF雷达探测的飞机航迹进行了比较,其差异很小,均方根误差为σ=13km.返回散射实验系统的探测区域包括了陆地、陆海边界和海洋.得到了陆地、陆海边界和海洋的高频天波Doppler谱,可清晰的分辨陆地和海洋边界,利用其特点可对海岸线定位.建立了一个新的对称的准余弦电离层扰动模型,利用射线追踪的技术和迭代反演技术拟合了电离层扰动电离图的Pmin-f曲线,获得了电子浓度分布并推断了沿探测路径的电离层扰动区域的大小和扰动区临界频率波动的幅度.研究了扰动电离层对HF波传播的跳距、覆盖区域的大小及射线"俘获"效应等.     

利用返回散射系统监测海洋回波

本文对用电离层返回散射探测系统监测海洋回波做了详细的描述,给出了该探测系统的基本结构及海洋回波的信号处理方法,并对获得的实验数据进行了分析,通过与Barrick关于Doppler频移的公式进行了比较,验证了本次实验结果的正确性与该探测系统监测海洋回波的可行性.     

高频天波返回散射回波谱实验研究

用中国电波传播研究所高频天波返回散射探测站进行的我国首次陆地/海洋回波谱的实验研究,其中包括自行研制的实验设备,实验结果.介绍了获得海洋回波谱的信号处理方法,并由海洋回波Doppler谱计算了电离层状参数和风向、海流等海洋状态参数.     

基于HF返回散射和斜向探测的PD变换新方法

提出了基于实测返回散射电离图和斜向探测电离图及三维射线追踪技术综合处理的群路径P到地面距离D变换（简称PD变换）的坐标配准系数（kr）修正方法,采用“归一化”的思想,计算射线追踪技术合成的斜测电离图和实测斜测电离图的归一化频率对应的群路径差值,利用该差值,修正不同距离的合成的群路径,特别是能够对远区没有信标参考地区的坐标配准系数进行修正。仿真分析了临界频率和反射高度估计存在误差时“归一化”方法修正的有效性,从而验证了该方法能够有效地克服电离层参数估计不准对坐标配准系数的影响。     

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.     

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.     

基于返回散射探测和干扰监测的短波通信实时选频系统

 提出了一种基于HF电离层返回散射探测和干扰监测的短波通信实时选频系统.利用返回散射快速扫频及返回散射电离图自动判读技术,实时获取短波通信的可用频段信息,基于实时干扰监测结果,利用基于时间可用度的自动干扰分析技术得到干净信道信息,两种信息融合实时选择通信频率.文中给出了一些具体链路的通信选频试验结果,并对某些特殊情况下的实时选频效果进行了深入分析,试验结果表明了该系统的有效性.     

基于短波宽带接收机的并行电离层

提出了一种新的电离层探测方法,不同于传统的串行探测方式,该方法利用短波宽带接收机并结合软件无线电技术,实现了同时对多个电离层信道进行并行探测,大大的缩短了整个短波波段扫频探测的时间,拓宽了电离层探测在一些实时性要求高的场合中的应用.     

高频雷达海洋回波信号的混沌特性研究

高频波段海洋回波信号表现了非线性和频谱时变性.传统的谱分析方法,无法反映回波信号在时间上的演化规律.本文应用混沌动力学方法分析和计算了高频波段海波回波信号的混沌特性参数,并通过高频地波雷达实测数据的验证,首次得到了高频无线电波海洋回波信号呈现混沌特性的结论.这一结论对高频雷达目标探测和海态遥感研究都具有重要意义.     

电离层高频信道互易性研究:中纬度电离层斜向探测实验

该文首次利用武汉电离层斜向探测系统(WIOISS)对武汉-万宁和万宁-武汉两条电离层高频信道的互易性进行了分析。WIOISS是基于GPS时间频率同步手段开发的新型电离层斜向探测系统,通过比较由系统扫频工作模式和定频工作模式得到的两条路径下的斜向传播群时延和电离层高频信道散射函数,可以得出武汉-万宁和万宁-武汉的电离层高频链路有较好的互易性。     

高频返回散射系统中一种非长干扰的抑制方法

高频返回散射系统工作在HF频段,这一频段电磁环境非常复杂,并且存在各种类型的干扰,这些干扰严重影响了系统的工作性能,必须加以抑制. 通过对高频返回散射系统实测数据中存在的干扰进行分析,发现有种干扰在Doppler域相邻Doppler单元以及相邻距离单元均有较强的相关性. 针对这种干扰,提出了一种Doppler域基于特征子空间的干扰抑制方法,即在Doppler域构造干扰协方差矩阵,进行特征分解得到干扰子空间,然后将待处理单元的回波向干扰子空间的正交补空间投影,从而将干扰滤除. 实测数据处理结果证明了该方法的有效性.     

高频雷达在射频干扰下的目标探测研究

基于射频干扰一直是困扰高频雷达尤其是小口径阵列雷达的难题 ,分析了射频干扰的距离 多普勒谱和空间谱的形式 ,提出了一种结合射频干扰检测的运动目标检测方法。应用该方法在没有进行射频干扰抑制时仍能有效地检测出被干扰淹没的目标信号 ,大大提高了高频雷达在射频干扰下目标检测的适应能力