非相干散射雷達譜分析與信號處理方法研究.pdf

1、電離層探測方法包括在點探測和遙感探測，在點探測就是將探測設備發(fā)送到電離層中進行探測，而遙感探測則是通過發(fā)射信號在電離層與等離子體相互作用時產生電磁效應，從而我們可以通過接收到的信號反演出電離層參數(shù)。遙感探測包括垂直探測、高頻斜向探測、非相干散射探測。而非相干散射雷達是唯一能夠探測整個電離層高度(60-2000km)范圍等離子體密度、速度和溫度。由于回波信號非常微弱，一般具有兆瓦級的發(fā)射功率和百米級的天線口徑。要從非相干散射雷達微弱的回波

2、功率譜中提取電離層有效參數(shù)，探測波形的選擇和設計至關重要。且非相干散射雷達涉及到等離子體散射功率譜與回波信號功率譜之間的擬合，故等離子體散射功率譜的求解過程成為本文另一個關心的課題。結合863項目國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）《電離層非相干散射軟件雷達的關鍵技術》，本文從三個階段闡明了雷達工作原理。
　　 第一、針對電磁波在電離層中傳播過程，研究了非相干散射的基本理論知識，推導出了散射譜功率與等離子體特征參數(shù)的關系，同時研

3、究了散射譜功率與回波信號功率譜之間內在聯(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，推導出了電離層散射譜與介質的關系。并結合不考慮碰撞、考慮碰撞但無磁場、多成份等離子體這三種情況分別建立了譜的模型。
　　 第三、不同的探測波形設計會得出不同的功率譜形狀，為了消除它們的影響，研究了回波信號處理過程中模糊函數(shù)這一重要理論基礎，同時研究了波形設計原則與回波信號功率譜的計算方法。通過對