低频多跳天波时延估计算法比较

低频天波传播时延的准确预测对其在远程导航授时中的应用潜力挖掘具有重要意义. 为了获得地-电离层波导中低频多跳天波模式的传播时延特性,同时验证典型多径时延估计算法在不同信道环境下的作用性能,文中首先采用时域有限差分(finite-difference time-domain, FDTD)电磁计算方法对不同电离层反射情况下的距发射台400 km处地面接收的低频天地波耦合总场进行正演预测,然后分别基于快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)/快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform, IFFT)频谱相除、多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)和旋转不变技术信号参数估计(estimating signal parameters via rotational invariance techniques, ESPRIT)三种算法对电磁场数值预测结果进行后处理,解耦得到不同模式（地波、一跳天波、二跳天波、三跳天波及四跳天波）的时延,并在此基础上分析比较了无噪声和信噪比(signal-noise ratio, SNR)为0 dB、?5 dB以及?10 dB情况下三种算法对多跳天波的时延估计结果. 结果表明,波跳次数越高,算法的检测能力越差. 对于文中所模拟的信道条件,在弱噪声（SNR=0 dB）、电离层强反射时,FFT/IFFT算法结果精度最高,时延误差不超过400 ns;而在强噪声（SNR= ?10 dB）、电离层弱反射时,ESPRIT算法稳定性最好,误差范围在5 μs以内.     

短波通信的新技术——自适应与跳频

短波通信实际上是天波通信,而天波通信中,电波比较深入地进入电离层,因此受电离层变化的影响较大,信号很不稳定,即使按常规选择频率,同时确保天线方向架设的准确,有时仍然会发生收不到信号、信号时强时弱及受其他信号干扰等现象。为此短波自适应跳频技术的出现,较好地解决了短波通信质量受电离层变化及其他干扰的影响,使短波通信质量有了提高。     

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。     

无线电监测测向常用名词术语

(接上期)33天波经过电离层反射到达参考点的电波。经过电离层反射的电波,极化形式通常为椭圆极化波。天波传播的距离与辐射频率和反射点电离层高度以及电波进入电离层的角度有关。电波在电离层的折射与反射,形成的天波见图(3.13)     

地面一低电离层波导中甚低频场强的计算方法概述

根据甚低频可靠通信的需求,对地面一低电离层波导中甚低频场强的计算是十分必要的。本文介绍了四种地面一低电离层波导中甚低频场强的计算方法,即奥斯汀经验公式、波跳理论、波导模理论及时域有限差分法（FDTD）,并针对其特点进行了比较。     

电离层Es 层对天波超视距雷达性能影响研究

电离层突发E 层(Es 层)是我国夏季经常出现的一种电离层不均匀结构。文中提出了一种基于背景电离层特性的Es层电子浓度分布模型,开展了电离层Es 层对天波超视距雷达影响的仿真分析,获得了雷达探测威力特性分布。试验仿真表明,该方法与实际情况的一致性较好。电离层Es 层模型可以为天波超视距雷达性能评估和决策支持提供理论依据。     

短波在无线电通信中的作用及特点

短波的频率范围1．5MHz-30MHz，传播途径分为地波和天波两种。其中地波因为受地面吸收和地面电气特性的影响而衰减的程度较大，只适用于短距离通信。因此短波通信的主要传播路径是天波。天波的传播是利用电离层的反射来实现的，尤其是多次反射后可以实现全球通信。地波传播受天气的影响较小，比较稳定，信道参数基本上不随时间的变化而变化，是恒参信道。     

电离层残差法对载波相位周跳探测的改进

针对传统电离层残差法在实际数据处理中的缺陷,提出了一种电离层残差与高次差结合的改进型周跳探测方法。该改进方法首先借鉴高次差的高通滤波特性,对电离层残差的组合观测值求一次差,从而有效抑制低频信号并消除常数部分,使实际发生的周跳影响放大,再结合组合观测值的方差进行周跳探测。算法验证表明该方法不论对“北斗”卫星不同星座的数据还是对全球定位系统( GPS)卫星的数据均有良好的探测效果,弥补了原电离层残差法在电离层活跃期间以及数据质量不佳时其不易有效探测出小周跳的缺陷,且避免了原算法经常出现误判断的情况,使其成为一种较优的周跳探测方法。     

电离层信道参数与工作频率的关系

本文以工作频率对基本最高可用频率的比值作参数,分析了电离层信道时延散布和天波信号能量的变化规律。对测试数据所作的分析表明,时延散布近似服从正态分布。时廷散布的平均值与上述比值的关系近似为抛物曲线。据此,本文推荐了一个计算不同工作频率时延散布平均值的经验公式。天波信号能量随工作频率的变化规律与该电路的传播机理吻合得很好。并且,与其他地区中距离电路的测试结果十分一致。 分析表明,对电路信道参数变化规律的研究有助于开发频率资源,对实时频率预报技术也有实用价值。     

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。     

电离层多普勒频移的预测

超视距雷达工作在短波波段,通过电离层的折射,可探测到常规雷达无法探测到的地平线以下的远距离目标。但雷达电波经电离层折射,探测结果必然受到电离层的影响,其主要特征之一是回波谱中常伴随多普勒(Doppler)频移。文中简单描述电离层Doppler频移的产生机制,并在已预测电离层信道参数的基础上利用数字射线追踪技术对E层、F2层的高频天波Doppler频移进行预测。     

一种去除电离层相位污染的方法

天波超视距雷达在传播过程中会受到电离层的相位干扰,这将导致信号频谱的展宽,电离层的相位污染影响了雷达的探测性能.介绍分析了一种简单有效的去除电离层相位污染的方法,并进行了仿真研究.结果表明,该方法具有稳健的去污染效果.     

天波超视距雷达海洋回波谱特性研究

根据高频电磁波与海面相互作用产生Bragg谐振散射的特性,首先对一阶和二阶海杂波的产生机理进行了理论分析,然后结合Barrick提出的一阶、二阶散射理论对海洋回波谱进行了模拟。最后详细地研究了洋流、海态、雷达工作参数、电离层等因素对海洋回波谱的影响,并在天波超视距雷达体制下,建立了其海洋回波谱多普勒频率模型,为全面研究海杂波及天波超视距雷达目标检测提供了理论依据。     

积累点数对天波雷达探测性能的影响研究

以空中目标为研究对象,首先,从理论上分析了积累时间与信噪比的关系,给出了根据波位数、波位所在距离段、雷达工作模式、航迹关联门限等因素计算积累点数的方法;然后,通过对雷达实际工作数据的分析,得出雷达实际工作时积累点数对雷达探测性能的影响规律;最后,总结出雷达实际工作时积累点数选择的一般原则。     

二维阵列超视距雷达的选频方法

该文提出一种通过预测到达任务区域路径信噪比,自适应地为天波超视距雷达选择工作频点的方法。利用2维阵列的俯仰维分辨能力,克服了传统方法无法从返回散射电离图中分离多模/多径信号的缺陷。雷达通过电离层探测设备和2维接收阵列,获取返回散射数据、环境干扰数据和电离层状态数据。然后利用电离层模型和状态数据,推算各频点对任务区域的照射路径。运用2维自适应波束形成抑制环境干扰噪声,并处理返回散射数据以预测各路径回波强度。最后计算各频点路径在脉冲压缩后的信噪比,选择信噪比最大值的频率为最优工作频点。     

星载P波段SAR电离层效应的双频校正方法

对于高分辨星载P波段SAR系统,电离层效应对P波段SAR会带来一系列较为严重误差,包括时间延迟、法拉第旋转和色散等,这些误差与电波频率和电离层TEC值关系密切,并使得图像质量下降。如何测量与校正电离层效应误差是星载P波段SAR面临的重要问题。根据SAR系统自身的宽带特点,借鉴GPS系统采用的电离层双频测量校正方法,提出了一种基于双频SAR距离像相关的延迟误差测量方法,计算机仿真结果表明,该方法有效提高了双频回波信号的电离层延迟误差测量精度,适于低频段星载SAR系统的电离层效应测量与校正应用。     

用水平天线消除天波干扰的算法研究

天波电台干扰导致探测距离下降是高频地波探海雷达面临的主要问题,虽然用水平天线能够消除天波干扰,但要消除多个干扰需要使用多根水平天线,这在海边有限的场地条件下是不可行的.基于对干扰特性的分析,提出了一种将水平天线的信号两次混频、在时域分段滤波的新算法,可以用较少的水平天线消除多个干扰,理论和仿真证明了算法的有效性,从而为在有限场地条件下,用水平天线消除天波干扰的工程应用提供了实现方案.     

Simultaneous measuring of Doppler frequency shift and group delay time by means of amplitude-modulated LFM-Signal

New method of the simultaneous measurement of the frequency dependencies of Doppler shift and group delay time of separate ionosphere modes by means of amplitude modulated chirp signal is presented in this paper. The algorithms for data processing are presented.     

天波雷达舰船目标探测能力仿真分析

为定量地评估海杂波背景下天波雷达的探测能力,基于信号检测理论和雷达方程,建立了天波雷达舰船目标探测能力仿真模型。基于Barrick高频雷达海洋回波截面方程,考虑电离层和洋流影响,构建了海浪散射系数仿真模型并给出了仿真方法。最后,仿真分析了各种参数对天波雷达探测能力的影响。结果表明,探测距离越远、风速越高、风向角越大、工作频率越大,电离层污染越严重探测能力越差,而洋流速度变化时探测能力基本不变。