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《高頻波段電離層散射特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要高頻地波超視距雷達(HFSWOTHR)利用高頻垂直極化電磁波能夠沿海平面繞射傳播的機理，實現(xiàn)對海面艦船目標和低空飛行目標的超視距探測，并可用于海態(tài)遙感等各項民用事業(yè)。然而，HFSWR中存在天波干擾問題。本文主要研究垂直入射信號穿過電離層，并經(jīng)電離層散射、折射等一系列的作用，最后被電離層反射回到地面后信號形式的變化。電離層可被看作是分層的隨機媒質(zhì)，處理電波在這種媒質(zhì)中傳播問題的方法主要有幾何光學(xué)近似法、Born近似方法、Rytov近似法和多相屏方法。本文首先對這幾種方法作以介紹，并分析比較了這幾種方法
2、的特點及適用范圍。幾何光學(xué)近似又稱零波長近似，只有在電波的波長足夠小，在和媒質(zhì)的特征尺寸相比可忽略時才適用:Born近似是用級數(shù)來逼近弱起伏問題，Rytov近似是對散射問題的單散射解，它們是在弱起伏條件下對電離層傳播問題的近似;而多相屏方法將整個電離層等效成若干個相屏，考慮到了電離層的分層特征，只要選取足夠的相屏數(shù)就可仿真電波在電離層中傳播的實際問題，而且在弱起伏和強起伏情況下都適用。通過上面分析，課題采用了多相屏方法對擾動分層電離層中高頻電波的傳播問題進行了研究，并對多相屏方法得出的幅度和相位起伏公式作了進一步的推導(dǎo)，提出了用DF
3、T實現(xiàn)的快速算法?；诙嘞嗥练椒ǎ谌跗鸱蛷娖鸱鼉煞N情況下通過仿真實驗得出了電離層中高頻電波傳播的起伏特點。弱起伏情況下信號幅度的起伏近似服從高斯分布，相位起伏也近似服從高斯分布。強起伏情況下信號幅度近似起伏服從威布爾分布，相位起伏近似服從高斯分布，只是起伏值有所加大。由此可見，隨著起伏的加劇幅度的概率分布曲線逐漸向零值靠攏，此時己不能用高斯分布來表征信號幅度的起伏特征，而用威布爾分布卻能較好地表征信號幅度的起伏特征.我們將實際電離層回波的幅度和相位作統(tǒng)計分析，并和相屏法所得結(jié)果進行了比較，發(fā)現(xiàn)強起伏下我們仿真所得結(jié)果和實際數(shù)據(jù)基
4、本吻合。最后將仿真所得電離層的這種起伏加到線性調(diào)頻連續(xù)波信號，對其回波進行頻譜分析，強起伏下頻譜展寬范圍大約在一0.2Hz-0.2Hz之間，和實際電離層回波的頻譜展寬范圍一0.22Hz-0.22Hz基本一致。關(guān)鍵詞超視距雷達;電離層;多相屏方法AbstractHighFrequencySurfaceWaveover-the-horizonRadar(HFSWOTHR)takesadvantageofthehighconductivityofseasurfacebyemployingverticallypolarizedradiati
5、oninHFbandtoachievenotonlyover-the-horizon(0TH)detectionofshipsontheseaoraircraftsatalowaltitude,butalsoremotesensingofsea-state.However,thereisskywaveinterferencewhenHFSWRdetectingtargets.Theverticalincidentsignalwhichisscateredandrefractedbyionosphereandeventuallyret
6、urnstogroundisinvestigatedinthispaper.Ionospherecanberegardasastratifiedrandommedium.Therearesomemethodscanbeusedtodealwiththewavepropagationprobleminthismedium.Theyaregeometricalopticsapproximationmethod,Bomapproximationmethod,Rytovapproximationmethodandmultiplephase-
7、screensimulationmethod.Thesemethodsareintroducedinthispaperfirst.Thegeometricalopticsapproximationmethodcanbeappliedonlywhenthewavelengthissoshortthatitcanbeignoredwhencomparedwiththecharacteristicscaleofmedium.WeakscintillationproblemisapproachedusingseriesinBornappro
8、ach.Rytovapproximationissinglescattersolutionofscatterproblem.Theyareapproximationsofwavepropagationproblemundertheas
