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空间等离子体云精细化仿真及传播特性研究
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作者 谢守志 赵海生 +3 位作者 许正文 任光亮 王成 葛淑灿 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期56-64,共9页
在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流... 在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流量、运载器飞行速度等参量对Sm在电离层中扩散过程的影响。同时,采用射线追踪方法,研究了空间等离子体云的电波传播特性。结果表明释放参数和环境参数对等离子体云的形态和演化过程具有重要影响,等离子云在不同剖面形态各异,沿地磁场方向及风场方向出现明显拉伸,进一步对等离子体云的传播效应产生影响,导致电波在等离子体云不同剖面传播特性出现差异。 展开更多
关键词 电离层 化学物质释放 空间等离子体云 电波传播
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电离层Es电波传播模型研究 被引量:2
2
作者 张雅彬 吴健 +4 位作者 许正文 徐彬 薛昆 赵海生 崔玉国 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期55-61,共7页
考虑大气折射的影响,对不同高度Es层条件下大圆路径传播距离与仰角的关系进行计算.基于电离层Es电子密度时空分布特点,建立高阶Es反射模型;运用高阶修正贝塞尔函数表示电离层Es电子密度扰动的自相关函数,综合考虑电离层Es各向异性结构... 考虑大气折射的影响,对不同高度Es层条件下大圆路径传播距离与仰角的关系进行计算.基于电离层Es电子密度时空分布特点,建立高阶Es反射模型;运用高阶修正贝塞尔函数表示电离层Es电子密度扰动的自相关函数,综合考虑电离层Es各向异性结构的尺度关系,建立高阶Es散射模型.仿真计算Es层VHF斜入射传播衰减与频率、距离的关系.对于反射模型,Es层厚度越厚,电波衰减越大.对于散射模型,Es层不规则体水平尺度相同,垂直水平漂移的尺度越大,衰减越大;而垂直水平漂移的尺度相同,水平尺度越大,衰减越小.无论反射模型还是散射模型,f_0E_s越高,衰减越小;电波工作频率越高,衰减越大.对比建立的模型与VHF链路的测量结果,明确不同强度的电离层Es反射/散射机制,证明了建立模型的正确性. 展开更多
关键词 电离层Es 电波传播 反射模型 散射模型
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空间等离子体云超视距电波传播特性研究
3
作者 张伟 赵海生 +2 位作者 许正文 郝书吉 谢守志 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1064-1073,共10页
通过在电离层中释放易电离金属物质人工生成空间等离子体云,可形成无线电波超视距传播的人工信道.基于人工空间等离子体云信道,可解决短波系统依赖于电离层状态的“靠天吃饭”问题,提升短波通信系统的抗干扰能力;亦可突破电离层的自然... 通过在电离层中释放易电离金属物质人工生成空间等离子体云,可形成无线电波超视距传播的人工信道.基于人工空间等离子体云信道,可解决短波系统依赖于电离层状态的“靠天吃饭”问题,提升短波通信系统的抗干扰能力;亦可突破电离层的自然条件限制,拓展超视距传输的电磁频段范围,实现电波传播的新质能力.本文研究了Sm蒸气在电离层中的物理化学过程,建立了电离层Sm释放物理模型;仿真了空间等离子体云时空演化过程,利用射线追踪方法研究了空间等离子体云的超视距电波特性;建立了空间等离子体云全生命周期超视距散射模型,根据人工等离子体云电子密度强度及分布特性,将几何绕射理论引入人工等离子体云散射场的计算,研究了等离子体云地面散射场的时空变化特性.本文研究为人工空间等离子云超视距信息传输技术研究奠定了坚实基础. 展开更多
关键词 电离层 人工等离子体云 超视距 电波传播 几何绕射理论(GTD)
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大功率高频电波加热电离层中人工沿场不均匀体散射特性的理论与数值模拟研究 被引量:1
4
作者 吕立斌 李清亮 +1 位作者 郝书吉 吴振森 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2177-2185,共9页
大功率高频电波与电离层的相互作用会引起电子密度扰动,进而产生人工沿场不均匀体,其对无线电波特别是超短波信号有强的定向散射能力,可形成一种新型的超短波通信方式.基于各向异性介质的散射理论,首先通过求解电子密度扰动产生的附加... 大功率高频电波与电离层的相互作用会引起电子密度扰动,进而产生人工沿场不均匀体,其对无线电波特别是超短波信号有强的定向散射能力,可形成一种新型的超短波通信方式.基于各向异性介质的散射理论,首先通过求解电子密度扰动产生的附加极化势获得电子密度扰动散射方程,然后对电子密度扰动进行高斯自相关处理,并结合入射波/散射波与地磁场方向的空间几何关系,获得电子密度扰动的波数谱表达式,建立了人工沿场不均匀体的散射系数理论模型.利用模型对Platteville站实验中产生的人工不均匀体散射截面积进行了数值模拟,并通过与实测值对比验证了模型的正确性.根据人工沿场散射原理给出了利用其进行无线电信号传输的约束条件.重点仿真分析了人工沿场不均匀体的散射系数和散射覆盖区范围,结果表明:同等条件下,相对于高纬度地区,低纬度地区人工沿场不均匀体的散射系数小5~10dB,但其散射覆盖区的地面范围大,东西向可达3000km,南北向可达1500km,完全可用于超短波信号的超远距离传输.本文结果为中低纬度地区开展相关实验研究提供了理论指导,对利用人工沿场不均匀体进行无线信号的超远距离传输应用研究具有重要意义. 展开更多
关键词 大功率高频电波 人工沿场不均匀体 散射系数 超短波通信
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高功率微波能量传输特性及电波环境效应研究 被引量:1
5
作者 刘琨 徐彬 +2 位作者 林乐科 卢昌胜 王红光 《空间电子技术》 2013年第3期6-10,共5页
高功率微波能量传输是空间太阳能电站能源系统的关键技术。在能量传播过程中受降雨等因素影响发生衰减。计算结果表明,传输仰角越低,降雨强度越大,能量传输效率越低。非相干散射雷达观测的分析证实了高功率电波的注入使得电离层环境特... 高功率微波能量传输是空间太阳能电站能源系统的关键技术。在能量传播过程中受降雨等因素影响发生衰减。计算结果表明,传输仰角越低,降雨强度越大,能量传输效率越低。非相干散射雷达观测的分析证实了高功率电波的注入使得电离层环境特性发生一定变化,导致电离层电子温度、电子密度增加和不稳定性的发生,并通过计算机模拟,初步探索电子温度、电子密度增加机理,这对研究高功率微波传输特性,建立传播效应模型具有重要的意义。 展开更多
关键词 空间太阳能电站 微波能量传输 电波环境效应 衰减
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乌鲁木齐地区电离层环境长期变化特性研究 被引量:4
6
作者 赵海生 吴振森 +4 位作者 许正文 吴健 张雅彬 徐彬 薛昆 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期398-405,共8页
电离层环境变化对电子信息系统具有重要影响,其可能引起短波通信质量下降甚至中断,导致导航信号闪烁和误差增加等.研究电离层环境特性对于评估空间环境对通信、雷达及导航装备的影响具有重要意义.本文根据乌鲁木齐电波环境观测站50余年... 电离层环境变化对电子信息系统具有重要影响,其可能引起短波通信质量下降甚至中断,导致导航信号闪烁和误差增加等.研究电离层环境特性对于评估空间环境对通信、雷达及导航装备的影响具有重要意义.本文根据乌鲁木齐电波环境观测站50余年数据,研究了乌鲁木齐地区电离层F层临界频率、F层底高、Es层临界频率的日变化、季节变化和长期变化情况,同时根据HWM07高空风场模型研究了乌鲁木齐地区高空风场的昼夜和季节变化特性. 展开更多
关键词 电离层 电离层日变化 电离层季节变化
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中低纬度电离层偶发E层电波传播建模 被引量:2
7
作者 郝书吉 张文超 +2 位作者 张雅彬 杨巨涛 马广林 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期355-364,共10页
基于电离层偶发E层(sporadic-E,Es)对电波传播的多条链路实测数据,认为电离层Es对入射电波的作用是反射和散射两种机制,且反射/散射的比例常数随着电离层Es临界频率的变化而变化,进而建立了包含反射、散射以及反射与散射共同作用的三段... 基于电离层偶发E层(sporadic-E,Es)对电波传播的多条链路实测数据,认为电离层Es对入射电波的作用是反射和散射两种机制,且反射/散射的比例常数随着电离层Es临界频率的变化而变化,进而建立了包含反射、散射以及反射与散射共同作用的三段式电离层Es电波传播模型,并与国际电联(International Telecommunications Union,ITU)给出的Es层传播的电波场强预测模型进行了对比,验证了本文所建模型的正确性.该模型尤其适用于中低纬地区甚高频信号经Es层的传播研究. 展开更多
关键词 电离层Es 电波传播 ITU模型
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电离层中Ba和SF_6复杂释放的电波传播效应研究 被引量:1
8
作者 冯杰 赵海生 +2 位作者 许正文 吴健 徐彬 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期585-591,共7页
单一点源方式的化学物质释放,一般仅能形成较简单的电离层扰动结构,对电磁波的影响频段和影响程度都较为局限,难以对甚高频(Very High Frequency,VHF)以上频段的无线电波产生显著影响.文章提出了一种Ba和SF_6两种不同性质物质组合的复... 单一点源方式的化学物质释放,一般仅能形成较简单的电离层扰动结构,对电磁波的影响频段和影响程度都较为局限,难以对甚高频(Very High Frequency,VHF)以上频段的无线电波产生显著影响.文章提出了一种Ba和SF_6两种不同性质物质组合的复杂释放方法,并利用水平分层介质传播理论,分别以150、400、1 000 MHz三个典型频率为代表,估算了VHF、超高频(Ultrahigh Frequency,UHF)和L频段常用卫星电波信号穿越扰动区后幅度和相位的闪烁情况.仿真结果表明,复杂释放方法产生的电离层扰动结构能够对VHF以上波段信号传播产生显著影响,且信号所受影响随着频率的提高而变弱. 展开更多
关键词 电离层 化学物质释放 传播效应 甚高频 超高频
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对流层电波传播研究与展望 被引量:2
9
作者 赵振维 林乐科 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期591-609,656,共20页
对流层电波传播特性是影响无线电系统性能的重要因素,是电波传播研究的主要领域.本文系统综述了近60年来中国电波传播研究所在无线电气象、地面无线电业务电波传播、空间无线电业务电波传播、电波传播效应对无线电系统影响评估等对流层... 对流层电波传播特性是影响无线电系统性能的重要因素,是电波传播研究的主要领域.本文系统综述了近60年来中国电波传播研究所在无线电气象、地面无线电业务电波传播、空间无线电业务电波传播、电波传播效应对无线电系统影响评估等对流层电波传播不同方向开展的研究和取得的研究进展.在此基础上,最后给出了对对流层电波传播研究的展望. 展开更多
关键词 对流层 电波传播 无线电气象 大气折射 雨衰减 对流层散射 大气吸收 多径衰落 湍流 大气波导
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300 kHz以下频段电波传播研究进展
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作者 李清亮 张世田 +1 位作者 刘凯 彭怀云 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期574-590,共17页
300 kHz以下频段是深海、深地、深空探测以及远距离通信导航等无线电系统的重要频谱资源,其电波传播特性持续受到人们的关注并得到了快速发展.本文主要介绍中国电波传播研究所和国内相关合作团队在此方面的研究进展.针对对地基导航授时... 300 kHz以下频段是深海、深地、深空探测以及远距离通信导航等无线电系统的重要频谱资源,其电波传播特性持续受到人们的关注并得到了快速发展.本文主要介绍中国电波传播研究所和国内相关合作团队在此方面的研究进展.针对对地基导航授时系统有重要影响的附加二次时延(additional secondary phasefactor,ASF),发展了理论与实验测量相结合满足工程需要的ASF修正模型.针对水中目标探测和电磁辐射问题,发展了跨海面(床)电波传播时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)计算方法,相对于传统的Sommerfeld积分方程,解决复杂问题的能力大幅提升.针对空间环境探测与应用涉及的星-地链路问题,分别从全波解、积分方程和FDTD三种方法出发,解决了地基或天基VLF辐射源跨介质传播计算,建立了各向异性电离层中线天线分析理论方法.针对VLF地-电离层波导远距离传播问题,在传统波导模理论的基础上,发展了有限元法(finite element method,FEM)和测算融合方法,前者为昼夜过渡区波模转换提供了解决途径,后者为传播链路高精度预测奠定了基础.最后,从计算方法和计算中所用物理参数两方面,提出了研究展望. 展开更多
关键词 300 kHz以下频段 电波传播 ASF 地-电离层波导 跨介质传播 电离层中线天线
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电离层中释放六氟化硫效应的三维精细模拟研究 被引量:9
11
作者 赵海生 许正文 +5 位作者 吴振森 冯杰 吴健 徐彬 徐彤 胡艳莉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第20期261-271,共11页
传统的六氟化硫电离层释放效应研究,一般建立的是点源释放模型,仿真结果精度有限.本文开展了电离层中释放六氟化硫的三维精细效应研究,在释放物扩散方程中加入了运载器飞行速度和姿态、释放物释放速度和流量、热层风场等参量对释放物扩... 传统的六氟化硫电离层释放效应研究,一般建立的是点源释放模型,仿真结果精度有限.本文开展了电离层中释放六氟化硫的三维精细效应研究,在释放物扩散方程中加入了运载器飞行速度和姿态、释放物释放速度和流量、热层风场等参量对释放物扩散过程的影响;在等离子体扩散方程中考虑了地磁倾角和沿场扩散项对人工扰动结构等关键参数的影响,将二维等离子体扩散方程扩展到三维.同时,采用射线追踪方法,研究电离层人工扰动结构对短波传播路径的影响.本文的研究结果对研究电离层的动力学过程、电离层不均匀体的生成机制和演化规律有重要意义. 展开更多
关键词 电离层 化学物质释放 六氟化硫 效应
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电离层化学物质释放实验最新研究进展 被引量:7
12
作者 许正文 赵海生 +5 位作者 徐彬 薛昆 吴健 冯杰 马征征 李辉 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期221-226,共6页
综述了化学物质释放方式空间物理主动实验的由来、发展和最新研究状况,尤其是美国、俄罗斯最近五年实施的五个计划的10余次实验,分析了代表性空间物理主动实验的释放物种类、实验目的和主要的实验结果,以及其中存在的关键物理和技术问题... 综述了化学物质释放方式空间物理主动实验的由来、发展和最新研究状况,尤其是美国、俄罗斯最近五年实施的五个计划的10余次实验,分析了代表性空间物理主动实验的释放物种类、实验目的和主要的实验结果,以及其中存在的关键物理和技术问题.有关综述、分析和趋势展望,对我们开展电离层物理研究及后续空间主动实验具有很好的参考价值. 展开更多
关键词 化学物质释放 等离子体耗空 等离子体增强 空间物理主动实验
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基于国家电波观测站网电离层垂测数据的地震电离层异常研究进展 被引量:5
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作者 吴健 徐彤 胡艳莉 《地震学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期345-355,508,共11页
地震电离层异常现象已被大量观测所证实,地震电离层异常的特征分析及其物理机理研究对开展地震监测意义重大.近年来,中国电波传播研究所利用国家电波观测站网长期积累的电离层垂测数据,开展了震例分析及其机理研究,初步获得了震前电离... 地震电离层异常现象已被大量观测所证实,地震电离层异常的特征分析及其物理机理研究对开展地震监测意义重大.近年来,中国电波传播研究所利用国家电波观测站网长期积累的电离层垂测数据,开展了震例分析及其机理研究,初步获得了震前电离层的异常特征,并建立了岩石圈-大气层-电离层电场耦合物理模型.本文简要介绍了近年来我们在该领域的研究进展,并对该领域的发展方向提出建议. 展开更多
关键词 电离层异常 临界频率 异常电场 重力波
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对流层大气波导超视距传播技术研究与展望 被引量:3
14
作者 康士峰 张玉生 +1 位作者 王红光 郭相明 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期610-624,共15页
全面介绍了中国电波传播研究所建所60年来,在对流层大气波导超视距电波环境及传播专业领域的研究及其应用情况,主要包括对流层大气波导机理与预测模型研究、大气波导探测感知与预测预报方法、超短波/微波超视距传播算法、无线电信息化... 全面介绍了中国电波传播研究所建所60年来,在对流层大气波导超视距电波环境及传播专业领域的研究及其应用情况,主要包括对流层大气波导机理与预测模型研究、大气波导探测感知与预测预报方法、超短波/微波超视距传播算法、无线电信息化系统装备超视距验证评估及信息保障等反映该领域国内相关技术的发展历程和最新研究成果,并结合实际应用需求提出了未来技术的发展趋势. 展开更多
关键词 对流层大气波导 电波环境 超视距传播 超短波 微波
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电离层暴时经验模型STORM在中国区域的适应性研究 被引量:2
15
作者 王世凯 柳文 +3 位作者 鲁转侠 郭延波 孔庆颜 冯静 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期132-140,共9页
利用中国区域内9个垂测站1976—1987年一个太阳活动周期的电离层暴时f_0F_2数据,统计分析了电离层暴事件的等级,以及不同等级的电离层暴随季节和地磁纬度的分布特征.研究发现,中小型电离层暴在春秋季发生的概率较大,不同季节的发生次数... 利用中国区域内9个垂测站1976—1987年一个太阳活动周期的电离层暴时f_0F_2数据,统计分析了电离层暴事件的等级,以及不同等级的电离层暴随季节和地磁纬度的分布特征.研究发现,中小型电离层暴在春秋季发生的概率较大,不同季节的发生次数与地磁纬度具有明显的关系.利用STORM模型对电离层暴时f_0F_2和大型及特大型电离层暴时f_0F_2的预测值与月中值进行了比较.结果表明,除了冬季误差增大外,发生电离层暴时STORM模型能够有效地改善月中值模型.增加中国的暴时数据,并提高对冬季的暴时参数f_0F_2的预测是改善STORM模型的重要因素.建立合适的暴时指数来预测f_0F_2是未来研究的重点. 展开更多
关键词 F2层临界频率 电离层暴 地磁指数 STORM模型
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26 GHz室内簇的时变特性及建模研究 被引量:2
16
作者 赵雄文 王琦 +1 位作者 张蕊 李树 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期144-150,共7页
基于室内大规模单输入多输出(Single-Input Multiple-Output,SIMO)测试,开展了26GHz毫米波无线信道簇变化量的时变特性建模研究.首先针对构建2020年信息社会的无线通信关键技术(Mobile and Wireless Communications Enablers for the Tw... 基于室内大规模单输入多输出(Single-Input Multiple-Output,SIMO)测试,开展了26GHz毫米波无线信道簇变化量的时变特性建模研究.首先针对构建2020年信息社会的无线通信关键技术(Mobile and Wireless Communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society,METIS)标准中分簇算法的不足进行改进,然后通过对功率时延谱求包络,来去除簇内射线及噪声对分簇结果的影响,在此基础上进行分簇会得到更加合理的结果.办公室环境下大规模虚拟天线阵列测试数据的分析结果表明,簇数目的变化量服从正态分布,经过不同时间簇数目变化量的均值和方差与二次函数较吻合.因此,将办公室场景下簇数目的变化量建模成均值和方差为二次函数的正态分布是合适的. 展开更多
关键词 大规模SIMO 分簇算法 包络 簇数目 26 GHZ
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基于微波辐射测量的电波折射修正技术 被引量:2
17
作者 王宁 林乐科 +2 位作者 程显海 舒婷婷 孙方 《飞行器测控学报》 CSCD 2014年第6期506-511,共6页
针对电波折射修正精度直接影响无线电系统的探测和定位精度这一问题,提出了利用微波辐射计反演大气折射率剖面进行电波折射修正的解决方法,并引入RBF(Radial Basis Function,径向基)神经网络算法反演大气折射率。在青岛市气象局架设MP-3... 针对电波折射修正精度直接影响无线电系统的探测和定位精度这一问题,提出了利用微波辐射计反演大气折射率剖面进行电波折射修正的解决方法,并引入RBF(Radial Basis Function,径向基)神经网络算法反演大气折射率。在青岛市气象局架设MP-3000A型多通道微波辐射计,开展了长达1个月的与探空数据的联合观测比对实验,对输出的大气折射率剖面进行了详细的分析。实验结果表明:RBF神经网络算法与MP-3000A自带的神经网络算法相比,反演大气折射率剖面的精度提高了30%以上,同时,电波折射修正的精度也得以提高。因此,利用微波辐射计反演大气折射率剖面进行电波折射修正方法可行。 展开更多
关键词 微波辐射计 径向基(RBF)神经网络 大气折射率 反演 电波折射修正
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14.1 GHz海上微波超视距传播衰落斜率特性研究 被引量:1
18
作者 李磊 吴振森 +3 位作者 林乐科 卢昌胜 张利军 王红光 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1164-1169,共6页
传输损耗衰落斜率特性的研究对于对流层微波超视距传播系统的抗衰落设计和评估有重要的意义.根据在我国黄渤海区域进行的一次14.1 GHz微波超视距传播试验,结合散射抛物方程,高级折射效应预报系统(Advanced Refractive Effects Prediciti... 传输损耗衰落斜率特性的研究对于对流层微波超视距传播系统的抗衰落设计和评估有重要的意义.根据在我国黄渤海区域进行的一次14.1 GHz微波超视距传播试验,结合散射抛物方程,高级折射效应预报系统(Advanced Refractive Effects Predicition System,AREPS)以及当地的气象数据分析了其衰落损耗数据的可用性;重点研究了其衰落斜率特性,根据其衰落斜率特性分析了电磁波通过波导、超折射、对流层散射三种环境及其共同作用进行超视距传播时信号的稳定性. 展开更多
关键词 衰落斜率 微波 超视距 大气波导 超折射 对流层散射
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极区中层夏季回波反射特性随频率变化的研究 被引量:2
19
作者 李海龙 吴健 +3 位作者 张永 黄际英 王茂琰 徐彤 《中国电子科学研究院学报》 2008年第5期474-477,共4页
极区中层夏季回波(PMSE)是发生在夏季极区中层顶的一种异常强大的雷达回波。在极区中层顶区域存在大量的带电尘埃粒子,并出现明显的分层结构。采用分层介质波传播理论,分别分析频率在53.5 MHz,224 MHz,931 MHz情况的信噪比。结果表明,... 极区中层夏季回波(PMSE)是发生在夏季极区中层顶的一种异常强大的雷达回波。在极区中层顶区域存在大量的带电尘埃粒子,并出现明显的分层结构。采用分层介质波传播理论,分别分析频率在53.5 MHz,224 MHz,931 MHz情况的信噪比。结果表明,利用分层介质理论得到的信噪比在53.5 MHz得到的结果与实验结果非常类似,并且随频率的增加,雷达信噪比明显减弱,与实验统计结果一致,可见利用分层介质理论是解释PMSE产生机制的又一重要理论结果。 展开更多
关键词 极区中层夏季回波(PMSE) 尘埃等离子体 信噪比(SNR)
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极区受激电磁辐射实验研究
20
作者 陈靓 杨巨涛 +8 位作者 何凌磊 李清亮 郝书吉 马广林 闫玉波 车海琴 梁勇敢 李海英 张文超 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2487-2495,共9页
受激电磁辐射(stimulated electromagnetic emissions, SEE)复杂的谱线特征,为研究电离层加热物理机制提供了强有力的研究手段.本文基于2017年和2022年我国学者利用EISCAT加热系统开展电离层加热实验期间的SEE数据,分析了加热电磁波的... 受激电磁辐射(stimulated electromagnetic emissions, SEE)复杂的谱线特征,为研究电离层加热物理机制提供了强有力的研究手段.本文基于2017年和2022年我国学者利用EISCAT加热系统开展电离层加热实验期间的SEE数据,分析了加热电磁波的极化、频率、功率以及波束指向对SEE谱线特征的影响,研究结果表明:(1)相比于非寻常波,加热波为寻常波实验期间更易观测到丰富的SEE谱线结构,如频率上移分量最大值(upshifted maximum, UM)、热窄带连续谱(thermal narrow continuum, NCth)及向下偏移最大值(downshifted maximum, DM)等;(2)加热频率由4.07 MHz增至4.10 MHz,向下偏移峰值(downshifted peak, DP)频移与加热频率呈强线性相关,当加热频率达到电子回旋倍频时,DP和DM谱消失,上混杂波的产生过程被抑制.因此,结合电离层加热过程中DP和DM谱特征可以实时快速估算加热区内电子回旋频率的大小;(3)加热功率由24 MW增至192 MW,在DM和加热频率之间出现了一种新型下移谱特征,即中间向下偏移最大值(intermediate downshifted maximum, IDM),本实验中观测到UM随功率的变化是IDM相对于加热波频率的镜像行为;(4)结合超高频非相干散射雷达联合探测发现,加热波束指向为垂直方向逆时针夹角6°时,更易激励振荡双流不稳定性的密度纯增长模式,形成更多人工密度不均匀体,从而获得更强DM谱线. 展开更多
关键词 受激电磁辐射 电离层加热 人工沿场不均匀体 振荡双流不稳定性
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