非相干散射雷達(dá)譜分析與信號(hào)處理方法研究.pdf

1、電離層探測(cè)方法包括在點(diǎn)探測(cè)和遙感探測(cè)，在點(diǎn)探測(cè)就是將探測(cè)設(shè)備發(fā)送到電離層中進(jìn)行探測(cè)，而遙感探測(cè)則是通過(guò)發(fā)射信號(hào)在電離層與等離子體相互作用時(shí)產(chǎn)生電磁效應(yīng)，從而我們可以通過(guò)接收到的信號(hào)反演出電離層參數(shù)。遙感探測(cè)包括垂直探測(cè)、高頻斜向探測(cè)、非相干散射探測(cè)。而非相干散射雷達(dá)是唯一能夠探測(cè)整個(gè)電離層高度(60-2000km)范圍等離子體密度、速度和溫度。由于回波信號(hào)非常微弱，一般具有兆瓦級(jí)的發(fā)射功率和百米級(jí)的天線口徑。要從非相干散射雷達(dá)微弱的回波

2、功率譜中提取電離層有效參數(shù)，探測(cè)波形的選擇和設(shè)計(jì)至關(guān)重要。且非相干散射雷達(dá)涉及到等離子體散射功率譜與回波信號(hào)功率譜之間的擬合，故等離子體散射功率譜的求解過(guò)程成為本文另一個(gè)關(guān)心的課題。結(jié)合863項(xiàng)目國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）《電離層非相干散射軟件雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)》，本文從三個(gè)階段闡明了雷達(dá)工作原理。
　　 第一、針對(duì)電磁波在電離層中傳播過(guò)程，研究了非相干散射的基本理論知識(shí)，推導(dǎo)出了散射譜功率與等離子體特征參數(shù)的關(guān)系，同時(shí)研

3、究了散射譜功率與回波信號(hào)功率譜之間內(nèi)在聯(lián)系。
　　 第二、考慮到不同情況下等離子體散射譜的差異性，研究了等離子體散射譜基本原理，推導(dǎo)出了電離層散射譜與介質(zhì)的關(guān)系。并結(jié)合不考慮碰撞、考慮碰撞但無(wú)磁場(chǎng)、多成份等離子體這三種情況分別建立了譜的模型。
　　 第三、不同的探測(cè)波形設(shè)計(jì)會(huì)得出不同的功率譜形狀，為了消除它們的影響，研究了回波信號(hào)處理過(guò)程中模糊函數(shù)這一重要理論基礎(chǔ)，同時(shí)研究了波形設(shè)計(jì)原則與回波信號(hào)功率譜的計(jì)算方法。通過(guò)對(duì)