基于AIS信号的低空大气波导监测试验分析

鉴于低空大气波导对海上工作的雷达、通信系统的显著影响,提出了基于实测船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)信号的海上低空大气波导遥感新方法.首先讨论了不同大气折射环境下的AIS信号传播特性,验证了低空大气波导尤其表面波导对海上实际VHF频段AIS信号的显著影响;然后给出了2018年4月20日以及22日岸基AIS接收机接收功率平面位置分布图结果,利用接收站附近探空站的修正大气折射率剖面验证了大气波导是形成AIS信号远距离传播的主要原因;最后给出了基于AIS信号反演低空大气波导的步骤,采用粒子群优化算法得到根据单一方位接收功率的反演结果.该方法具有被动接收、时空分辨率高的优点,是当前雷达海杂波、卫星导航信号遥感探测大气波导的有益补充.

南海海区低空大气波导气候学分析

基于2014—2016年发布的全球电信系统(global telecommunication system,GTS)数据,对南海海域附近8个探空站数据进行了统计分析,获得了南海海区低空大气波导参数统计特征以及概率分布特征结果.结果表明:年度统计来看,南海海区表面波导发生概率在20%左右,大部分表面波导高度位于100 m以下,强度小于10 M,悬空波导发生概率在50%左右,悬空波导顶高、层底高、底高参数一般位于1 000~2 500 m,强度位于4 M^15 M,空间分布基本呈现中部高、南北低(与热带辐合带相关)的特点;月份统计来看,南海北部以及中部具有明显的月份变化(与南海季风密切相关),而南海南部(靠近赤道)月份变化则不明显.统计分析结果可为南海海区雷达、通信系统的运行保障提供参考.

黄海海域低空大气波导发生概率和特征量统计分析

基于2010―2018年全球电信系统(Global Telecommunication System,GTS)发布的探空站数据,对黄海海域周边8个站的低空大气波导发生概率和参数特征量进行了统计分析.结果显示:黄海海域周边低空大气波导年发生概率为20%~50%,并呈现海域东部站点高于西部的规律;表面波导顶高和强度分别为100 m和10 M单位左右,截止频率不超过1500 MHz,穿透角大于0.2°;悬空波导顶高、层底高和底高基本位于1000~2000 m,强度在10 M单位左右,截止频率不超过300 MHz,穿透角大于0.2°;各站点低空大气波导月份发生概率均在冬季最低,海域东部的光州和京畿道站月份发生概率分布比较相似,海域西北部的丹东、大连和成山头站月份发生概率分布比较一致;整个黄海海域的月份发生概率在冬季最低,不超过20%,春季逐渐提高,夏季达到40%以上,10月份开始降低,下降趋势持续到冬季,月份发生概率变化与该海域气象变化密切相关.统计结果可以为该海域内雷达、通信等无线电系统的设计和运行保障提供参考.

低空大气波导的研究状况及前景

1.引言低空大气波导的出现,可使陷获其中的电波以较小的损耗(和自由空间中的衰减量级相同)沿波导传播,所以可对通讯系统和探测系统造成严重影响。在无线电管理上,它使得系统间的相干问题复杂化,既可能干扰其他线路又可能形成新的传播线路,可直接影响通讯电路如中继电路的最佳组合(分布和间隔)和协整距离等问题。在军事应用上,它会导致雷达空洞的产生,出现雷达盲区,造成雷达定位失效甚至目标丢失,同时也会增加雷达杂波信号,给目标辨识增加困难;又由于在合适的频率和发射角下,它可以使雷达实现超视距探测。从而提供了一条探测雷达视距以外目标的途径。

海上大气波导的统计分析

利用1982～1999年的海洋观测资料,运用相似理论对东经100～140°,北纬 0～40°海域的蒸发波导出现概率、高度和强度进行了统计分析,并利用1986～1999 年的船舶探空资料,对上述海域及全球海上低空大气波导进行了统计分析,结果表 明,海上蒸发波导出现概率高达85%以上,高度一般在15m左右,而海上低空大气波 导出现概率一般不低于15%,有时可达40%,厚度一般在60～150m。其中,利用船 舶探空资料分析海上低空大气波导在国内还属首次。