电离层短波三维射线追踪及其应用研究

从三维射线追踪的Haselgrove方程出发,采用龙格-库塔法求解沿射线路径的电波传播参数,实现了电离层短波数字三维射线追踪,重点对数字三维射线追踪具体实现的一些关键问题处理进行了深入分析研究.本研究工作是结合传播工程技术问题开展的,以一类具体的电离层模型,给出了三维射线追踪在一些传播工程中的具体应用.     

改进的Kriging技术实时重构区域电离层foF2的分布

改进了kriging技术重构电离层F2层临界频率foF2的方法,利用国际参考电离层IRI-2001模型作为背景场,通过拟合国际参考电离层模型得到“等效太阳黑子数”,并利用kriging技术来完成区域电离层的重构,是区域电离层重构的一种方法,它适合重构区域内电离层探测站较少的情况。与直接利用实测临界频率进行kriging重构相比,改进的kriging技术提高了重构的精度和稳健性。也表明了背景电离层模型在电离层重构中的重要作用。     

低纬地区天波雷达系统时间可用度研究

讨论了天波雷达三个与时间有关的“可用度”的区别。强调这种新体制雷达传播媒质电离层是不均匀、各向异位、色散随机介质,雷达传播信道是非线性时变信道,以及天波雷达工作环境的十分复杂性。给出了低纬度地区天波雷达的信道可用度研究方法和实例。研究了给定一定设备能力的天波雷达系统探测不同目标的时间可用度的计算方法和实例,并指出环境噪声对可用度的影响。     

电离层相位污染和多模传播检测与识别研究

相位污染和多模传播检测与识别是抑制电离层引起天波超视距雷达杂波频谱展宽亟需解决的关键问题.文中提出了一种电离层相位污染和多模传播检测与识别算法,该算法综合应用回波信号协方差矩阵时间可逆性、回波序列Hankel矩阵特性和返回散射传播模式区智能提取方法,实现了无相位污染和多模传播(I)、仅存在相位污染(II)、仅存在多模传播(III)、相位污染和多模共存(IV)四类情形检测与识别,为后续抑制相位污染和多模传播提供依据.经仿真和试验数据验证,上述方法有效.     

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.     

基于数据预处理的电离层剖面反演方法

对于交叠多项式反演方法中较多或大量数据缺失、以及未结合电离层传播特性的数据插值处理导致的剖面计算误差大幅增大,甚至错误的问题,在对交叠多项式电离层剖面反演方法理论分析研究的基础上,本文提出基于数据预处理的电离层剖面反演改进方法.该方法首先基于理论方法构建电离层剖面模型,结合实测虚高数据,完成缺失数据补偿预处理;然后通过搜索、迭代的方式,基于交叠多项式模型实现E层、"谷层"和F层剖面的整个反演.使用该方法对实测数据进行了电离层剖面反演,结果显示该方法获得的剖面更符合实际物理意义;使用反演结果合成的虚高数据与实测虚高数据也较好地吻合,进一步验证了反演算法的有效性.     

氧含量对RF磁控溅射ZnO薄膜结构特性的影响

采用射频(RF)磁控溅射的方法,通过改变工作气氛中氩气和氧气的比例,在Si(100)衬底上沉积出具有高度C轴择优取向的ZnO薄膜.实验发现随着O2/(Ar O2)比的增加,薄膜的沉积速率下降.O2/(Ar O2)比对薄膜结晶状态有明显影响,O2/(Ar O2)比约为0.45,薄膜结晶质量较好.     

一种基于HF返回散射电离图推断Es层参数的新方法

建立了一种Es层模型,该Es电子浓度的垂直分布剖面采用准抛物(QP)模型描述,沿水平方向的变化采用准余弦和线性模型相结合,其内部电子浓度分布具有连续性和光滑性.同时,Es和背景电离层的连接也是连续而且光滑的.基于该Es模型,利用三维数字射线追踪技术,研究了不同参数情况下Es对电波传播的影响,合成了不同参数经Es层反射的返回散射电离图前后沿描迹,在仿真研究的基础上,提出了一种基于返回散射电离图推断Es参数(包括Es临频、高度、厚度、Es发生区域)的新方法,实测数据验证的结果表明:该方法能够很好的拟合实测返回散射电离图,表明了Es模型和推断Es参数方法的有效性.     

一种改进的电离层参数联合反演方法

文献[1]提出了一种基于HF返回散射和斜向探测联合探测电离层,融合两种探测结果联合反演电离层参数的新方法,该反演方法基于特定的电离层QP模型和均方误差最小准则,采用全局搜索的方法确定QP模型参数。针对该联合反演方法进行了改进,分析了不同采样方式对于反演结果的影响,通过优化频点选择提高了反演的稳定性和准确性,并引入了粒子群优化算法进行搜索,大大缩短了反演的时间。仿真结果显示,这种改进后的联合反演算法具有更高的效率和实用性。     

电离层信道特征参数对短波通信质量影响的试验分析

基于新乡至青岛之间融短波通信和电离层斜向探测于一体的综合试验平台实录数据,提取了通信误码率及信道特征参数,统计分析了各信道参数对通信误码率的影响,并提出了一种基于经验模式的短波通信质量评估方法,该方法在DPSK编码形式下具有很高的实效性。