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。

短波天波反射/地波绕射组合新传播模式及其可能应用

把电离层反射传播模式和地波绕射传播模式组合成新的传播模式。对这一新传播模式的构建形式、新模式的路径损耗因子、频域多普勒谱特性、工作频率特性等传播特性以及它的可能应用进行了研究。以天波/地波集成体制超视距雷达系统作为一种应用,导出了其雷达方程、定位方程和信息处理过程模型。具体的算例表明,该雷达体制有好的可行性。

1987年9月23日日环食的电离层波动现象

本文给出了利用高频天波返回散射雷达对1987年9月23日日环食电离层效应的观测结果.分析表明,日食期间在日环食带电离层存在明显的不均匀结构和小尺度的波动,而日食过后在见食电离层区域出现大尺度的波动现象.

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.

长椭球介质人头模型中的场分布

文中给出一长椭球介质人头模型中的电磁场全波解。运用并矢格林函数和散射叠加原理 ,求解的电磁场表示为椭球矢波函数。导出了在人头模型中的耦合系数 ,最后给出了数字结果的讨论。

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。

短波天波超视距雷达可用性评述

本文评述短波天波超视距雷达的可用性。通过对这种雷达的性能价格比、可用度以及生存能力等方面的分析研究,可知这种雷达在“四抗”(抗低空突防、抗隐身、抗反辐射导弹,抗干扰)性能上有天然优势,时间可用度在87％以上,生存能力也不比一般雷达差。而它本身特有的优点又是其它雷达不能替代的。因此,它在国土防空体系中有重要地位。

水平电子浓度梯度对Pmin（f）线的影响

本文指出了高频返回散射实测的电离图的最小时延线 P_(min)(f)典型的有三种类型:二次曲线型、平直斜线型、阶梯(或波动)型。利用三维射线追迹计算机模拟研究了电子浓度水平梯度对 P_(min)(f)形志的影响。讨论了利用 P_(min)(f)线研究电离层某些波动现象和水平梯度变化的可能应用。

高频天波超视距雷达航迹处理新算法

本文简述了高频天波超视距雷达模式识别、跟踪、座标变换数据处理器概念。提出了雷达时延变换地面距离的新算法,它具有不用中点电离层资料而仅用单一雷达站的探测数据即可完成的优点。用此法计算的飞机地面航迹与实际飞机航迹符合,平均偏差在4％以内。

彗木碰撞十米波段射电观测

本文主要介绍为观测发生在１９９４年７月的举世瞩目的苏梅克─利维９（ＳＬ—９）彗星撞击木星的十米波段射电增强而设计的观测系统。给出了已确认的ＳＬ─９彗星碰撞木星引起的十米波段射电增强和爆发的观测结果。初步分析表明观测系统设计正确可用；彗星碎片撞击引起了木星磁层激烈活动而激发了十米波段射电增强或爆发。这些射电爆发是宽带（＞５ＭＨｚ）和窄带（＜０．１ＭＨｚ）两类。

跨赤道异常区传播的高频返回散射电离图

本文主要展示黑子高年冬季跨赤道异常区传播试验的高频返回散射电离图。指出了有一类双回波区混合型P′(f)电离图是属新的形态。讨论了电离图的日变化与探测路径电子浓度双驼峰分布的日变化的一致性,指出利用高频返回散射技术研究赤道异常区北峰漂移规律,研究南中国海高频雷达和高频通信实时选频方法的可用性。

从第四届国际高频会议看短波技术发展趋势与教训

本文介绍第四届(88年)国际高频无线电系统与技术会议的情况。指出短波技术在短波通信和高频雷达两大应用领域中的技术发展趋势。回顾30年来短波技术发展的曲折过程,说明短波技术发展的历史教训的反思。

利用射线追踪研究电离层扰动

基于返回散射探测的电离层扰动电离图,本文建立了一个新的对称的准余弦电离层扰动数学模型.基于这种模型,利用HF射线追踪技术合成了HF电离层返回散射电离图,并利用迭代的技术拟合了高频返回散射设备探测的电离层扰动电离图的Pmin-f曲线(Pmin为最小时延,f为工作频率) ,从而推断了沿探测路径电离层扰动区域的位置及大小,扰动的临界频率波动的幅度.最后基于这种电离层扰动模型,利用射线追踪技术描述了不同电离层扰动参数下的电波传播情况,研究了其天波传播的跳距、覆盖区域的大小及射线“俘获”等.

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。

利用人工神经网络预测电离层foF2参数

利用人工神经网络技术实现了电离层f_oF_2参数提前1小时预测.从f_oF_2时间序列本身的变化特征出发,根据时间序列相关分析结果确定网络输入参数.选用当前时刻f_oF_2值,预测时刻前一天的f_oF_2值,预测时刻前7天f_oF_2平均值,当前时刻前7天f_oF_2平均值,f_oF_2的一阶差分及表示当前时刻t的变量共六个参数作为神经网络输入,下一时刻值作为神经网络输出.对于太阳活动高年平均预测相对误差小于6%,均方根误差小于0.6 MHz,太阳活动低年平均预测相对误差小于10%,均方根误差小于0.5 MHz.

ADI-FDTD方法在一维PBG结构中的应用

提出一种新的无时间约束时域有限差分 (FDTD)法。与传统的方法不同的是在该方法中引进了交替隐式 (ADI)技术 ,即将原来一个时间步分成两个子时间步 ,在两个子时间步中 ,显式和隐式差分误差相互弥补使精度仍保留在二阶小量。理论证明 ,这种混合技术不再要求时间上满足原有约束条件 ,对于长时间才能稳定的问题具有较高的实用价值。而光电子带隙结构 (PBG)是一种周期性结构 ,多次反射与透射导致电磁波在该结构中形成较长时间振荡 ,采用ADI技术 ,时间步长的增加将明显减少FDTD的计算时间 。

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IRI2001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。

天波/地波组合传播模式下一阶海杂波特性分析

分析天波反射/地波绕射组合模式下一阶海杂波的产生机制、展宽原理,导出了一阶海杂波频移、展宽计算公式;结合距离换算、双基地角、擦地角计算公式,对组合模式下一阶海杂波频谱随距离、方位的分布特性及展宽特性进行了理论计算分析。实测信号频谱特征与理论分析结果的对比表明:实验结果与理论分析相符合,验证了天波反射/地波绕射集成概念是成立的,进一步证明了天波/地波集成探测技术原理可行。

电离层三维射线追踪的快速计算方法

基于三维射线追踪的Haselgrove方程,实现了快速电离层短波数字的三维射线追踪。根据射线传播的几何关系,给出在电离层以下部分的射线参数计算方法。根据电子浓度梯度的变化和自适应Runge-Kutta法,给出了三维射线追踪中自适应改变积分步长的快速计算方法,并以准抛物电离层模型为例,讨论了利用本文方法与解析解相比的精度,以及与各种不同步长相比的时间和精度。结果表明:采用本文方法在相同精度下速度至少可以提高一个数量级。

电离层不均匀体对短波信号影响的实验研究

通过斜向探测设备获取的实验数据,分析Es传播模式和F2层低角模式反射高度处波状扰动情况下,电离层不均匀体对信号幅度、相位、瞬时多普勒频移及FFT频谱信号的影响。试验结果显示,Es层的不均匀体会造成反射信号幅度快速变化,信号相对相位出现扰动;穿过Es层的F2层模式信号没有Es层不均匀体信号的变化特性。小幅度波状变化的F2层反射信号幅度和瞬时多普勒频移有同样周期和同比幅度变化的周期振荡。FFT频谱分析显示,Es层不均匀体会造成信号频谱的扩展;而F2层波状扰动周期在积累时间内没有较大变化时,频域信号有多个离散的频谱,当扰动周期有明显变化时,频域信号是一个连续的扩展频谱。