大功率高频无线电波加热电离层

利用大功率高频无线电波加热低电离层和高电离层的理论模型,选择不同的加热发射机参数,计算了电离层电子温度和电子密度的变化,模型计算结果与一些实验结果有着很好的一致性.在此基础上,具体讨论了不同的背景大气和背景电离层参数对加热效果的影响,最后简单地分析了对人工加热电离层的可能应用.     

不同加热条件下加热电离层的效应研究

利用电离层欧姆加热的理论模型和数值分析模型,根据数值模拟结果,对高频电波加热电离层的一级空间效应(主要是电子密度和电子温度的改变)进行定量分析,给出在不同地域(高纬区和中低纬区)、不同加热功率、不同加热频率(包括过密和欠密情况)和不同高度范围内,地基高频无线电波加热电离层引起的电离层主要参量的时空演化规律,以获取加热条件或参数的改变对不同区域电离层的加热效果.并结合国外相近纬度区、相近加热参数条件下的实验结果进行对比分析,给出了初步结论.     

大功率无线电波斜向加热低电离层

基于电子能量方程、连续性方程建立了大功率无线电波斜向加热低电离层的物理模型,数值计算了加热前后电离层电子温度和密度的变化,并对比了不同加热条件下的电离层扰动幅度。结果表明:1)大功率电波斜向射入电离层后,与等离子体相互作用,能够有效造成电子温度和密度的扰动,为达到与垂直加热相同的扰动幅度,需要更高的入射功率;2)在其他相同条件下,入射频率越高,造成的电子温度扰动幅度越小;X波模加热造成的扰动幅度大于O波模,在电离层传播时X波模要比O波模容易吸收;3)入射仰角越高,加热的扰动幅度越大,在垂直加热时电子温度的最大扰动幅度可达45%,而以45°仰角入射时最大幅度约为18%。     

高频电波加热电离层对波传播影响的研究

地基大功率高频电波加热电离层不仅会导致被加热区域等离子体参数的显著变化,同时会产生诸多空间效应,对通过被加热区域的电磁波产生影响.基于欧姆加热机制建立加热物理模型,研究高频电波加热电离层对波传播的作用,主要讨论在不同加热条件下,高频电波加热电离层对波相偏移的影响,通过数值模拟分析给出其定量关系,并利用EISCAT-TROMSO加热实验结果对数值模拟结果进行了验证比较.结果表明,诊断波的相位偏移和多普勒频移变化与加热条件、电离层变态状况存在关联.     

电离层变化对短波广播的影响

短波广播的信息传输质量与人们生活息息相关。分析电离层变化对短波广播传输造成的影响,并针对相关问题制定解决措施,有助于保证短波广播的传送,促进短波事业的健康发展。     

高频泵波加热电离层的数值模拟

基于高频泵波扰动电离层的欧姆加热理论,建立数值模型模拟加热过程中电子温度、电子密度和离子密度随时间的演化及泵波频率、发射功率对加热效果的影响.结果表明,地面以1.5MW的功率发射一个13MHz的电波,可以引起电子温度升高80%、电子密度升高16%的显著变化.电子温度和电子密度的变化分别在加热开始后几十秒和几分钟内达到饱和.泵波频率和发射功率大小显著影响最终的加热效果,但数值结果并没有体现它们之间具有线性关系.和EISCAT雷达1985年2月26日对一次加热实验观测结果(它的发射功率和本文选定的1.5MW一致)的比较表明,在180km以下区域,该文模型和上述实验观测结果具有很好的一致性;更高高度上模拟结果和实验结果的偏差是由于模拟过程中没有考虑F层异常吸收的作用.     

Pc5频段上电离层离子加热估值

本文利用欧洲非相干散射雷达的观测数据和地面同步测量的地磁脉动Ｐｃ５ＩＴＦＣ，ＥＳ ＥＴ ＸＷＹＧＸＭＷ ＩＨ Ｉ     

时空变背景电离层对 GEO TomoSAR 成像影响分析

地球同步轨道合成孔径雷达层析成像（GEO TomoSAR）是一种将地球同步轨道 SAR（GEO SAR）与三维层析成像相结合的技术,它能够克服低轨 SAR 层析成像中重访时间长、时间去相干严重等缺点,实现对地面场景及时、精确地三维重建。但是由于 GEO SAR 轨道高,信号能够穿过整个电离层,使得 GEO SAR 信号时延长,引入严重的相位误差,进而影响 GEO TomoSAR 三维成像的精度。本文主要从背景电离层对雷达信号传播的影响机理出发,建立了时空变背景电离层影响下的 GEO TomoSAR 信号模型,进而分析了对三维成像的影响。经过分析,时空变背景电离层对 GEO TomoSAR系统的影响主要包括成像目标的相对位置偏移以及高度向成像散焦。最后,通过计算机仿真验证了理论分析的正确性。      

地球电离层对短波通信的影响分析

现代通信中,短波通信凭借发射功率小、传输距离远、建站速度快、机动性能好的特点,被广泛用于文电传输、语音电话、低速数据和静态图像业务场景,并在远程通信、应急通信中占据极其重要的地位。本文首先介绍了短波通信的特点,分析了其优势和不足;其次介绍了电离层产生的原因及分层;再次重点分析了电离层对短波通信的影响,并给出了附加电离层影响和最新研究方向;最后对全文进行总结。     

时-空变化的背景电离层对星载合成孔径雷达方位向成像的影响分析

对于星载合成孔径雷达(SAR)成像,方位向信号的相关性可能会因时-空变化的背景电离层而遭到破坏,特别是对于低波段系统。该文将孔径内方位时变的斜距电子总量(STEC)归结于3个因素：垂向电子总量(VTEC)的时间变化、空间变化以及电磁波传播路径的变化,分别分析了每个因素造成的时变STEC各阶系数。该文建立了统一的分析模型,即时变STEC影响下的SAR方位向信号3阶泰勒展开模型,推导了方位向偏移和相位误差解析表达式,并基于此得到了不同星载SAR系统的时变STEC各阶系数容限。利用实测的VTEC数据以及国际参考电离层(IRI)模型,开展了信号级仿真。数值分析和信号级仿真的结果表明,对于低轨P波段SAR系统,空变VTEC与传播路径变化是导致方位时变STEC的主要因素;而对于中高轨SAR系统,时变VTEC是导致方位时变STEC的主要因素。随着载频的下降与合成孔径时间的增加,方位向成像性能更加容易受到方位时变STEC的影响。     

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。     

电离层时空变化对中高轨SAR成像质量的影响分析

中高轨道合成孔径雷达(SAR)是下一代星载SAR重要的发展方向之一,电离层影响分析是推动中高轨道SAR系统发展的关键技术。该文针对中高轨道SAR的系统特点,结合电离层时空变化特征,建立了背景电离层对中高轨道SAR系统的影响分析模型,重点分析了背景电离层及其时空变化对中高轨SAR系统图像质量的影响,主要包括距离向和方位向图像分辨率的下降以及图像位移。分析结果表明,电离层及其时空变化对中高轨SAR图像质量产生较为严重的影响,相同电离层条件下,对于分辨率相同的SAR系统,随着轨道高度的增加,电离层引入的误差对距离向分辨率和图像畸变以及方位向分辨率和图像位移产生的影响程度将增大。     

电离层信道的时变特性对短波授时的影响

本文通过对短波时号电离层传播的长期观测研究，详细分析了时号经由电离层传播时出现的各种现象及对其短波定时性能的影响。理论研究和实验均表明：采取有效方法克服电离层电波传播因素的影响，现有短波定时的精度及性能有可能进一步提高。     

基于四维电子密度的地球同步轨道SAR电离层时变影响校正方法

电离层在地球同步轨道SAR长合成孔径时间内具有明显的时变特性,这使得传统的基于电离层总电子含量(TEC)固定值的校正方法不再适用。为此,该文提出基于4维电子密度的地球同步轨道SAR成像补偿方法。通过基于电离层实测数据的半物理仿真,对校正方法进行实验验证,结果表明该方法可以有效地校正电离层时变特性对地球同步轨道SAR成像质量的影响。     

电离层Faraday效应对远程预警雷达性能的影响

在对近地空间目标进行预警跟踪时,雷达发射的电磁波会在电离层中传播,电离层作为磁化等离子体,会导致电磁波产生Faraday旋转,从而对雷达探测性能造成影响。通过数值计算的方式,仿真了Faraday旋转效应导致的雷达极化失配损耗,并对仿真结果进行了分析。通过仿真结果可以看出:太阳活动高年,Faraday旋转角比太阳活动低年大;雷达工作频率越高,受Faraday旋转影响越小;目标仰角较低时,线极化失配损耗较小;椭圆极化方式下,极化失配损耗随椭圆轴比增大而增大;用圆极化方式可以最大程度地减小由Faraday旋转导致的雷达探测性能降低。     

高频电离层信道数据传输交错度分布

高频电离层信道反射信号的幅度衰落服从瑞利分布。本文利用深衰落持续期分布确定交错度分布。对于给定的码元传输速率和行纠错码，电路的工作交错度可有信号的中值电平和多普勒展宽（或信号的中值衰落率）确定。对于３００波特的传输速率和戈莱码纠错，理论和试验均表明电路的工作交错度约为８０。     

天波雷达检测舰船时电离层失真的校正方法研究

天波超视距雷达中，电离层的各种失真和污染恶化了散射回波信号的性能，海杂波Bragg峰的展宽和分裂几乎淹没了微弱的舰船目标。本文分析了电离层失真的形成机理，并对几种失真校正方法进行了分析和比较，对工程中提高舰船目标的检测能力具有重大的现实意义。     

空气中声波对电磁波的定向反射

以电磁波折射率具有周期性变化的层状结构来模拟空气中两个相距较远的相干声源干涉形成的中心区域,研究了结构对电磁波定向反射的特性。理论研究结果表明:尽管声波在空气中引起的电磁波折射率的振荡幅度非常小,但是在一定的条件下,声波的存在会对电磁波造成非常强烈的定向反射。文中给出了发生强烈定向反射时,声波波长、电磁波波长和入射角等应该满足的条件,并且计算了反射峰的宽度。