电离层高频斜向探测技术选频应用论文
武汉电离层斜向探测系统的时间同步设计
武汉电离层斜向探测系统的时间同步设计石书祝;赵正予;李婷【期刊名称】《电波科学学报》【年(卷),期】2009(024)006【摘要】为武汉电离层斜向探测系统设计了一种新的时间同步方式.该同步方式利用全球定位系统(GPS)接收机输出的时钟信号校正高性能恒温晶振输出的参考时钟信号,从而获得稳定可靠的秒脉冲信号来用作斜测系统的时间同步信号.在预定的探测时刻,单片机利用该信号控制斜测系统的发射端和接收端同时开始工作,从而实现时间同步.实验结果表明:该时间同步方式在获得GPS卫星信号的情况下,时间同步精度可达到30ns.而在未获得GPS卫星信号的24小时内,时间同步精度可达到1μs.在获得和一定时间内未获得GPS卫星信号的情况下,采用该时间同步方式的武汉电离层斜向探测系统都成功地获得了斜向探测电离图,从而很好地满足了探测需求.【总页数】6页(P1089-1093,1178)【作者】石书祝;赵正予;李婷【作者单位】武汉大学电子信息学院,湖北,武汉,430079;武汉大学电子信息学院,湖北,武汉,430079;武汉大学电子信息学院,湖北,武汉,430079【正文语种】中文【中图分类】TN011.2【相关文献】1.应用武汉电离层斜向返回探测系统测量回波相位 [J], 陈罡;赵正予;王烽2.武汉电离层斜向返回探测系统波形发生器设计 [J], 石书祝;赵正予;李婷;陈罡3.多通道电离层斜向探测系统的接收通道设计与实现 [J], 周超;张援农;杨国斌4.基于FPGA+ARM的电离层斜向探测系统设计 [J], 李江华;杨国斌;张援农;姜春华;刘桐辛5.新型电离层斜向返回探测系统接收机设计 [J], 聂学东;赵正予;时雨;姚惟琳;陈罡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电离层环境对我国短波广播频率的选择及HF传播的影响
3 太阳活动性对短波频率 传输的影响
虽然太阳的可见光的光量变化微 弱，但是太阳辐射的其他频谱，如紫 外线、X 射线的变化却是十分明显的， 因而地球外部随之产生的各电离层亦 经常发生变化。最能体现太阳的物理 特征的是“太阳活动性”的变化，太 阳活动性的强弱直接影响着 HF 传输的
关键词：电离层 太阳活动性 短波广播传输 影响分析 实例
1 引言
短波广播是利用电离层一次或多 次反射传播的无线电波。地球电离层是 离我们最近的太空圈层，它与人类生活 息息相关，具有广泛的应用和社会经济 价值，电离层对太阳爆发、太阳风暴等 的响应，会对电磁环境产生剧烈扰动， 这些扰动将对无线电通信、卫星导航定 位、雷达探测等均产生重要影响。
2.1 电离层的分区
常情况下表现为冬天的总电离增
距离地面 60~1000km 处的高空附 大。图 1 为电离层各层的电子密
近，由于大气压力减小导致空气非常 度分布图，由图 1 可以看出，电
稀薄，地球外层大气层中的分子被阳 离层密度随高度的变化而增加，
光中的紫外线和 X 射线辐射后发生电 白昼间存在不同的数量级。
图 2 中国地区电离电层背景参量趋势图
能在几分钟内发展、持续一个小时或更 亦增大。太阳电磁辐射的变化会调制
多时间，短波无线电波被异常吸收，传 电离层，进而影响短波传播。
播衰减甚至中断。上述这些复杂的太阳
一种新型的电离层短波探测发射天线
一种新型的电离层短波探测发射天线宋晓远;聂贺峰;张峰;宋宗凤【摘要】提出了一种新型3MHz~30MHz频段宽带短波天线，该天线应用在电离层短波探测系统中，用于发射电离层探测信号。
简述了电离层短波探测系统的工作原理，介绍了电离层短波探测系统中对发射天线的的技术要求，分析了目前电离层短波探测系统中使用的短波发射天线的技术缺陷。
通过建模仿真对新旧天线进行了技术参数对比，并在实际应用中进行了对比测试，测试结果表明，新型天线可以更好地满足电离层短波探测系统对发射天线的要求。
%new type of 3MHz~30MHz broadband short-wave antenna, which is applied to the ionosphere short-wave detection system to launch the ionosphere detection signal. The working principle of the ionosphere short-wave detection system is outlined. The technical requirements of the transmitting antenna in the ionosphere short-wave detection system are introduced. The technology defects of the current ionospheric short-wave transmitting antenna used in the detection system are analyzed. Through modeling and simulation, the technical parameters of the old and the new antenna are compared, and contrast test is conducted in practical application. The test result shows that the new antenna can better meet the requirement of transmitting antenna ionosphere short-wave detection system.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2015(000)034【总页数】5页(P101-104,105)【关键词】新型3MHz~30MHz频段宽带短波天线;电离层短波探测系统;发射天线技术要求;空间方向图裂瓣问题的解决;实验对比【作者】宋晓远;聂贺峰;张峰;宋宗凤【作者单位】中国电子科技集团公司第二十二研究所，新乡453003;中国电子科技集团公司第二十二研究所，新乡453003;中国电子科技集团公司第二十二研究所，新乡453003;中国电子科技集团公司第二十二研究所，新乡453003【正文语种】中文【中图分类】TN011电离层具有时变、不均匀、各向异性、色散、吸收、双折射及随机等电磁特性，这些特性会引起无线电折射、吸收、闪烁、多径效应、极化旋转、色散和多普勒频移等变化，导致通信、导航、测量和遥感信息质量的降低甚至失灵。
电离层对高频电波传播的影响研究
电离层对高频电波传播的影响研究1. 本文概述本文旨在深入研究电离层对高频电波传播的影响。
电离层，作为地球大气层的一部分，由太阳紫外线、射线和太阳风等太阳活动引起的气体电离形成。
这一区域的存在对高频电波（如无线电波、微波等）的传播特性具有显著影响，尤其在无线通信、雷达探测、卫星通信等领域具有广泛的应用价值。
本文将首先介绍电离层的基本结构和特性，包括其形成机制、电子密度分布、以及在不同时间和地点的变化规律。
接着，本文将重点分析电离层对高频电波传播的主要影响，包括信号衰减、折射、散射等现象，以及这些现象对电波传播路径、传播速度和信号质量的影响。
本文还将探讨电离层变化对高频电波传播的影响，包括电离层扰动、电离层暴等极端天气事件对电波传播的影响，以及这些影响对无线通信、雷达探测等实际应用的影响。
2. 电离层特性及其动态变化电离层，也称为电离层或电离大气层，是地球大气层的一部分，其中气体分子和原子因太阳紫外线、射线和太阳风等太阳活动的影响而被电离。
这层电离的大气对高频电波传播有着重要的影响。
电离层的主要特性包括其电子密度、离子密度、温度、压力和高度等。
电子密度是决定电离层对电波吸收和折射性质的关键因素。
电离层的电子密度会随着时间、地理位置、太阳活动等因素的变化而变化，这种变化对高频电波的传播特性有着直接的影响。
电离层的动态变化主要包括昼夜变化、季节变化、太阳活动周期变化等。
昼夜变化是由于太阳照射引起的电离层电子密度的日变化和夜变化。
季节变化则是由于地球围绕太阳旋转，导致不同地区在不同季节受到太阳照射的影响不同，从而影响电离层的电子密度。
太阳活动周期变化则是指太阳活动的强弱对电离层的影响，通常在太阳活动高峰期，电离层的电子密度会增加，对电波传播的影响也会增强。
电离层的动态变化不仅会影响高频电波的传播路径，还会引起电波的衰减、折射、散射等现象。
例如，电离层中的电子会对电波产生吸收作用，导致电波能量衰减电离层中的电子密度梯度会导致电波发生折射，改变电波的传播方向电离层中的不规则结构则会引起电波的散射，使电波的能量分布更广。
斜向探测电离图描迹提取算法研究
斜向探测电离图描迹提取算法研究张成峰;王昶;刘子龙;朱启强【摘要】电离层斜向探测工作在高频段,密集的外部干扰如短波通信,广播电台以及大气噪声等污染了接收数据,严重影响斜向探测电离图描迹的提取.针对上述问题,本文提出了一种提取斜向探测电离图描迹的算法.该算法由频域去干扰,有序统计量OS-CFAR检测,去虚警点三个步骤构成.对实测数据的处理结果表明这种方法的有效性和实用性.【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》【年(卷),期】2014(009)001【总页数】4页(P85-88)【关键词】斜向探测电离图;描迹提取;有序统计量检测【作者】张成峰;王昶;刘子龙;朱启强【作者单位】中国电波传播研究所青岛分所,山东青岛266107;中国电波传播研究所青岛分所,山东青岛266107;中国电波传播研究所青岛分所,山东青岛266107;中国电波传播研究所青岛分所,山东青岛266107【正文语种】中文【中图分类】TN011.20 引言斜向探测电离图记录了接收信号的相对群时延(相对传播时间)与频率的关系，主要用于研究不同时间不同频率的电离层传播模式，以实时确定特定链路上可能存在的传播模式、频率范围及射线距离[1]。
当需要斜向探测系统实时准确地提供探测信息时，对探测图形描迹的提取尤为重要。
电离层斜向探测工作的高频段有大量的短波通信，广播电台及大气噪声等外干扰，严重影响斜向探测电离图描迹的提取。
国内外关于斜向探测电离图描迹提取公开发表的文献较少。
文献[2]给出了一种斜向探测电离图度量的方法，但在滤除噪声阶段信号损失严重。
文献[3]给出了一种斜向探测电离图描迹提取的方法，但该方法计算复杂，很难满足实际工程需要。
文献[4]给出了一种斜向探测电离图模式判读的方法，但在去除同频干扰的阶段信号损失严重。
针对斜向探测电离图中含有大量干扰，提出了一种先在频域去干扰后，再进行恒虚警描迹提取的方法。
最后结合电离层本身特性，去除离散的虚警点。
电离层倾斜及其对电离层附加时延的影响_[王一举]
![电离层倾斜及其对电离层附加时延的影响_[王一举]](https://img.taocdn.com/s3/m/7eba1b0dba1aa8114431d975.png)
图４电子浓度随纬 度的制面示意
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图５ 考虑电离层倾抖时 误差分布
图 ６不考虑电离 层倾抖时误差分布
第七届全国电波传播学术年会论文集
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利用同样的 Ｒ 模拟数据， 二Ｉ 利用公式 （ ） ， １ （ ） 模拟了将斜向变换到垂直后与用 工Ｉ ２ Ｒ计
算所得的 减所 误差 值相 得的 统计分布如图６ 示， 绝大部 所 可见 分误差 值都小于。５ 绝对 ．米，
而方差为。”米。 ． 作为比 较， ０ 图１ 给出了同一数据情况下不考虑电离层倾斜时的误差， 从 中 可见， 其误差是图９ 误差的３ 方差为。５ 米） 说明了 中 倍（ ． ９ ， 考虑电离层倾斜的 必要性。
纬度、 地方时以 及太阳 活动等因 素变化而变化的。 韩桂林通过对多 普勒观测数据的研究， 提 出电离层等效薄层的高度Ｈ 是变化的闲 且为 ，
（） ３ 按照质 其中，Ｔ Ｌ 是地方时，二 为圆周率。 对电磁波垂直于地面穿透电离层的 任意一条路径，
Ｈ５５ｓ 」 ＝＋．令） ３２ｏ ７ ．［ ．０（ ０ｃ
110第七届全国电波传播学术年会论文集电离层倾斜及其对电离层附加时延的影响王一举袁洪万卫星中国科学院武汉物理与数学研究所430071yourchinaeom周建华中国人民解放军卫星定住总站摘要本文在电离层薄层理论的基础上提出了电高层颧辩的概念井描述了我国电高层倾斜的地域特点接着分析井模拟了基于薄层模型的电离层附加时延修正算法不考虑电离层倾斜带来的误差从而说明了在电离层颧斜地区消除电离层颧料的的必要性
垂直和斜向探测电离层参数反演遗传算法研究
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Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｒｏｍⅥａｎｄ Ｏ．ｂｌ ｉｑＨｅ Ｉ．ｑｍｏｇｒａｍｓ
随着人类进入信息化时代，卫星通信、卫星导航和星载雷达系统已广泛应用 于军事和民用的各个方面，成为人类生活必不可少的工具。在军事上，现代高科 技战争就是信息化战争，以空间技术为基础的各种信息化作战平台和武器装备在 信息获取、传输和使用中占据着主导地位。因此，对电离层进行实对监测，加强 由探测数据获知电离层状态信息如电离层电子密度分布，瞒界频率等的研究意义 十分重大。
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｃｈｅｃｋｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｒｅａｌ ｉｏｎｏｇｒａｍｓ，ｗｈｉｃｈ
ｓｈｏｗｓ ｂｅｔｔｅｒ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ａｎｔｉｎｏｉｓｅ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＡＲＴＩＳＴ ｓｏｆｔｗａｒｅ，
用的…个重要环节。 电离层的变化是非常复杂的。在太阳活动比较ｓＦ静的情况下，电离层存在着
比较规则的日变化、季节变化和经纬度变化。由于太阳活动强力地控制着电离层 的行为，因此当太阳处于活动期时，将产生巨大的电离层效应。例如，电离层突 然骚扰和电离层暴对电离层有着巨大的影响。电离层突然骚扰（ｓＤ）主要是由太阳 耀斑弓｜起的。太阳耀斑产生的离能电磁辐射（极紫外和ｘ射线）的突然增强，使 得向阳面Ｄ区电离增强，从而使短波和中波无线电信号遭受严重吸收，甚至完全 中断。与地磁暴相伴随在全球范围电离层各层都显示出的系统变化，通称为电离 层暴。当其发生时，Ｆ２层虚高增加，常常达到６００公里。电离层暴期间Ｆ２层晒 界频率变化较大，可达到ｔ５０懦以上。电离层的电子含量（单位面积柱体内总电子 数）变化很大。同时，常有Ｄ层吸收增加，在极光区特别显著，使得短波通信最 低可用频率升高。因此，实时地进行电离屡监测，了解电离层的结构，有着非常 重要的意义。
毕业论文外文翻译-基于GPS的电离层监测及延迟的高精度改正的理论与方法的研究
中文翻译摘要根据当前大地测量、地球物理、空间物理和导航等领域的科学研究和工程应用中的若干重要GPS科研项目的需要，近年来，我们系统研究了电离层延迟的高精度模拟和改正方法。
本文报告的内容，是我们研究工作的部分贡献，主要涉及基于GPS的电离层监测及延迟的高精度改正的理论与方法的研究：如何通过修正静、动态单、双频用户的电离层延迟影响，进一步改善GPS 测量的精度和可靠性；增强型GPS广域差分系统的电离层模拟及利用GPS监测电离层的理论和方法等方面关键词：GPS的电离层监测，电离层延迟，GPS广域差分本文主要包括两方面的内容：一、研究背景的一般性描述及相关基础研究的系统总结和介绍,主要涉及：地球电离层研究意义, 地球电离层探测技术与相关理论研究的内容,现代大地测量中电离层问题的由来、严重性与新课题, 地球电离层的基本特性及其对电波传播的影响，GPS定位的基本理论与方法，电离层延迟对GPS测量的影响，GPS的电离层延迟改正的基本方法，基于GPS的电离层研究的基本原理与方法等。
进而论述了解决GPS的电离层延迟影响的重要性和切入点。
二、具体研究工作的系统报告，主要集中在以下几方面:①研究如何利用单台双频GPS接收机的观测信息确定电离层延迟改正模型，为小范围的单频用户服务；②研究如何实时分离GPS观测中的仪器偏差与电离层延迟；③研究如何建立较大区域的电离层格网模型，进而初步设想利用中国地壳运动观测网络深入研究我国领域的电离层的电子浓度变化规律；④研究单频用户在不利条件下，如何更好地利用电离层延迟改正信息；⑤研究利用GPS监测随机电离层扰动的基本理论和框架方案；⑥研究如何综合顾及电离层的周日、季节和年变化，进一步提高利用GPS模拟电离层延迟的能力；⑦研究如何实现星载单频GPS低轨卫星的精密测轨中的电离层延迟改正要求。
1. (局部)电离层延迟的高精度提取系统论述和分析了影响利用GPS观测精确提取电离层延迟信息的各类因素。
基于稳健卡尔曼滤波的倾斜探测电离层MUF短期预报方法
2021年1月Journal on Communications January 2021 第42卷第1期通信学报V ol.42No.1基于稳健卡尔曼滤波的倾斜探测电离层MUF短期预报方法李国军，郑广发，叶昌荣，周银萍（重庆邮电大学超视距可信信息传输研究所，重庆 400065）摘 要：为了改善电离层频率预报准确性低、短波通信连通率差以及工程中观测野值对预报精度影响严重等问题，提出一种基于稳健卡尔曼滤波的倾斜探测电离层MUF短期预报方法。
通过研究实测MUF数据的变化规律及观测误差的成因与特征，利用电离层参考模型作为先验信息，改进卡尔曼滤波模型的状态估计方程；引入代价函数机制，通过Huber-M估计实现对预报状态的量测更新，减少观测野值对预报结果的影响，提高所提方法的稳健性。
仿真结果表明，所提方法能有效抑制观测野值带来的不利影响，具有较强的稳健性和稳定性。
关键词：短波通信；电离层探测；频率预报；卡尔曼滤波；M估计中图分类号：TN92文献标识码：ADOI: 10.11959/j.issn.1000−436x.2021011Short-term prediction method of oblique soundingionosphere MUF based on robust Kalman filterLI Guojun, ZHENG Guangfa, YE Changrong, ZHOU YinpingLab of Beyond LOS Reliable Information Transmission, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, ChinaAbstract: To improve the low accuracy of ionospheric frequency forecasting, poor HF communication connectivity, and the severe impact of observational outliers in engineering on forecast accuracy, a short-term prediction method for obli-que detection ionospheric MUF based on robust Kalman filtering was proposed. By studying the variation law of the measured MUF data and the causes as well as characteristics of observation errors, and exploiting the ionospheric refer-ence model as a priori information, the state estimation equation of the Kalman filter model was improved. The cost func-tion mechanism was introduced to realize the measurement update of the forecast state through Huber-M estimation, which reduced the influence of the observation outliers on the forecast results and improves the robustness of the pro-posed method. The simulation results show that the proposed method can effectively suppress the adverse effects caused by the observation outliers and has good robustness and stability.Keywords: HF communication, ionosphere detection, frequency prediction, Kalman filter, M-estimation1 引言电离层是随时间、空间高度变化的复杂系统，它对短波天波的传播、地空和星间的信息链路有着至关重要的影响，是短波通信链路的中间介质。
电离层的探测与骚扰预报
监测检测电离层的探测与骚扰预报文丨中国电波传播研究所北京研究中心陈玉莲付炜赵阳路韩婧摘要：电离层是指位J •地面60k m 至1000k m 处的被ill 离了的大气层。
电离层对电波传播的影响W 人类活动密切相关，通过对电离以的探测nj 获取ill 离U 物P I !特性参量随丨丨、季节、尔、太阳活动、地_邱坏境等变化的分布、变化规律。
本文主要讲述了电离层探测的方法、太m 活动对电离层的影响、电离层扰动对人炎的影响、对电离层进行常规监测及骚扰预报的ffl 耍性以及电离U 扰动与地谣的关系。
关键电离层探测电离起骚扰颅报电离W 骚扰与短波通倍电离反扰动与地震0引言电离层对电波传播的影响与人类活动密切相关，如无 线电通信、广播、无线电导航、雷达定位等。
尽管当前新 型无线电通信系统不断涌现，但短波这一古老和传统的通 信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘汰，目前 仍在快速发展。
短波通信有自己独有的优点，如短波是唯 一不受网络枢纽和有源中继体制约束的通信方式，短波通 信适用于山区戈壁和海洋等地区，并且比卫星通信便宜等。
基于这些优点，短波通信在捕鱼业、航空业、远洋通信等 领域具有不可替代的地位，因此保障短波的通信质量具有 巨大的经济效益。
短波通信是频率为3M H z 到30M H z 的电磁波主要通过电离层反射进行的远距离无线电通信。
通过对电离层的探测可获取电离层物理特性参量随日、季 节、年、太阳活动、地理环境等变化的分布、变化规律， 这些特性参数将对短波通信、广播、导航、定位等电离层 效应提供修正参数。
1电离层探测方法(1 )电离层探测分直接探测和间接探测。
直接探测是用火箭、卫星等空间飞行器，将探测装置携带到电离层 中，探测电离层等离子体或环境对装置的直接作用，以获 得电离层特性参量；间接探测是依据天然辐射或人工发射 机发射的电磁波通过电离层传播时与等离子体相互作用所 产生的电磁效应和传播特征，推算出电离层特性参量。
电离层斜测技术在短波通信及监测中的应用
Ｉ ＝ ， ， ＾ Ｋ皿
实 时探 测 电 离层 的 变 化状 态 ，其对 短 波 通信 及 其 监 测工 作 尤 为重 要 。 经多 次 试 验分 析 与 长期 实 践 发 现 ，使 用
斜 向探 测 技术 的 电离 层斜 测 仪在 短 波 通 信及 监 测 工 作 中 ，尤 其是 在 短 波应 急 通 信 、单 站 定位 等 方 面 能发 挥 很
时测 量 ，这 样 测 向 定 位 时 考 虑 的 变 量相 对 较 少 ，获 得 的 统 计
定 位 误 差 分 析 中 发 挥 着重 要作 用 。此 外 ，该 技 术 对 短 波 频 率 监 测 测 向工 作 、台 站 管理 及 频 率 资 源 利 用 率 分 析 、短 波 信 号 干 扰 排 查 等 工 作 具 有 重 要 意 义 。如 果 对 电 离 层斜 测技 术 进 行 进 一 步 完善 ，其 将在 无 线 电管 理 工作 中发挥 更 大 的作 用 。隐
性能
２ － ３０ （ＭＨｚ）
工作模 式 信号 类型
同步方式 探测周期
线性或对数扫频 脉冲或编码
ＧＰ Ｓ ３ Ｏ分钟
数据输出
Ｔ— ｆ 图、Ｐ — ｆ 图 ，Ｌ ＵＦ 、分层 ＭＵ Ｆ
５ ６１
“ 。
此 方 法 的 优 势是 对 测 向误 差 的 统计 校 正 是 基 于 实 Ｂ Ｉ ， Ｂ ９ 电 离 层 变 化 状 况 且 电 离 层 垂 测 站 的位 置 是 固定 不 变 的 ，短 波 测 向系 统 和 电 离 层 斜 测 系 统 是 对 同一 垂测 站 、 同一 链 路 进 行 实
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电离层斜测技术在短波通信及监测中的应用
国家无线电监测 中心乌鲁木齐监测站 刘燕
电离层高频斜向探测技术与选频应用
电离层高频斜向探测技术与选频应用作者：卢华平李斌王方超来源：《商情》2013年第01期电离层探测是研究电离层特性和进行短波选频的重要手段之一，随着科学技术发不断发展，人类发明了各种各样的电离层探测方法，而电离层高频斜向探测，就是这众多探测方法中重要的一种。
介绍了电离层斜向探测的基本原理、斜测电离图及应用，同时也对这种探测方法的优点和局限性进行了评述。
高频斜向探测斜测电离图选频优点和局限电离层对电波传播的影响与人类活动密切相关，如无线电通信、广播、无线电导航、雷达定位等。
因此，从18世纪末无线电科学兴起、马可尼实现世界第一次无线电报传输后，人类对电离层的研究就得到了蓬勃发展，研究出了各种各样对电离层探测的方法和手段，从目前情况来看，主要包括电离层高频垂直探测、电离层高频斜向探测、电离层高频斜向返回探测、非相干和相干散射雷达探测、电磁波电离层吸收测量和利用空间飞行器辅助或直接测量等。
这些方法和手段各自有着其优点和缺点，互为补充，为电离层的研究起着重要的作用。
这其中，电离层高频斜测是高频通信选频所依赖的主要技术。
一、电离层斜向探测工作方式电离层斜向探测系统在工作时，在某一固定地面（A）向上斜投射高頻无线电波信号，并在一定距离外的另一地面（B）接收电离层反射信号。
这种探测的关键技术，是使相距很远的接收机和发机同步变频工作。
这通常是用双方接收时间信号对时或使用高稳定度频率源等方法实现同步工作，其工作方式主要有两种。
（一）扫频探测短时间内发射多个频率上的探测脉冲进行电离层探测，以获得电离层各层反射电波信号射线距离随频率变化的描记曲线以及各层的最大可观频率。
其描记曲线的形状和最大可观测频率随时间的变化反映了电离层结构参数随时间变化的关系。
如果探测是连续进行的，还可以给出最大可观测频率以及每一个传播模式在各频率点上的射线距离随时间变化的关系。
（二）定频探测在某一确定的频率点上连续发射若干个探测脉冲信号进行电离层探测，可以得到连续的各模式信号数据。
暴时中纬电离层垂直与斜向返回联合探测
暴时中纬电离层垂直与斜向返回联合探测
李宁
【期刊名称】《电光系统》
【年(卷),期】2016(000)002
【摘要】2015年6月22日发生了一次特大地磁暴。
磁暴期间，在我国中纬度地区进行了一次电离层垂直和斜向返回联合探测。
文章利用电离图反演和短波射线追踪技术对磁暴期间的电离层扰动情况作了分析。
结果表明在磁暴的恢复相前期出现了电离层负相暴扰动，扰动幅度先减小后增大，扰动幅度最大出现在当地时间下午四点。
电离层负相暴扰动导致电离层先上升．后下降．导致高频天波超视距雷达最大可用频率降低．距离覆盖盲区增大。
【总页数】5页(P13-17)
【作者】李宁
【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所郑州450047
【正文语种】中文
【中图分类】P352
【相关文献】
1.中纬电离层暴时形态的理论模式研究 [J], 张顺荣;黄信榆
2.电离层斜向返回探测仪的智能显控系统设计 [J], 李婷;赵正予;苏凡凡;陈罡
3.基于 GPS 层析反演和斜向返回探测反演的电离层二维电子密度重构 [J], 周晨;雷勇;赵正予;张援农
4.电离层高频信道互易性研究:中纬度电离层斜向探测实验 [J], 周晨;赵正予;杨国
斌;邓峰
5.小功率便携式电离层斜向返回探测雷达设计 [J], 石书祝;赵正予;黄硕;李婷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
射线追踪在电离层探测中的应用
射线追踪在电离层探测中的应用
郭万振, 云广平
(西安电子科技大学 理学院, 陕西 西安 710071) 摘 要 通过对电 离层探测数据的处理, 得到电离层的水平不均匀性模型。对这种水平 不均匀电离 层模型进 行射 线追踪, 应用变步长射线追踪方 法对赤道双峰模型进行射线追踪。电离层射线追踪的路径反 映了电子密 度和折射 率的 水平不均匀性, 对电离层的斜向 探测具有重要的价值。 关键词 电离层模 型; 射线 追踪; 水 平不均匀性 中图分类号 TP274 文献标识码 A 文章编号 1007- 7820( 2011) 01- 012- 04
App lication of R ay Tracing in Ionosph eric Sound ing
Guo W anzhen, Yun Guangping ( Schoo l of S cien ce, X id ian U n iversity, X i an 710071, Ch ina) Abstract By processing the data of ionosph ere detect ion we ob ta in them odel of ionosph ere, wh ich is asymm et ric in the horizontal d irection. The m ethod o f ray tracing is used in the m odel o f asymm etric ionosphere. The step changing technology is used in the ray tracing o f th e equator tw o humped mod e.l T he asymm etry of electron concen trat ion and index of refraction in th e d irection of horizon tal is w ell reflected by the p ath of the ray tracing, wh ich is valuab le in ionosphere ob lique sound ing. K eywords ionospheric models; ray tracing; level of heterogene ity
对于远距离高频通信频率的选择与分析
对于远距离高频通信频率的选择与分析摘要:高频短波通信作为无线电通信方式的一种，主要实现超视距(远距离)无线电通信功能。
本文简单介绍了高频通信的传输介质-电离层的变化规律，并对高频频率与电离层的关系、高频频率的选择方法进行了分析和阐述。
关键词:高频电离层电子密度电子浓度总含量最大电子密度临界频率最高可用频率最低可用频率自动链路建立1 引言高频短波通信(2～30M频段)作为超视距(远距离)无线电通信的一种手段，由于其使用电离层进行电波反射、无需使用卫星等中继设施的特点而广泛应用于航空、军事、海事活动中。
但也由于其带宽较窄、电离层变化频繁等原因而时常出现通信质量差、通信突然中断的问题。
所以在高频通信中如何选取适当的频率以保证通信质量就显得极其重要，而高频频率的选择又与高频通信信道-电离层的变化规律有着直接的联系。
2 电离层概述高频通信主要利用天波经电离层反射进行远距离传播，因而受自然环境影响较大，由于电离层经常变化，短波波段内信号很不稳定，有严重的衰落现象，有时还因电离层暴等异常情况造成信号中断。
在地球上空大约70～400英里的范围内形成了4个不同的离子层D、E、F1、F2层，电离层示意图见图1。
这些层通称为电离层。
有了电离层对于高频信号的折射作用，才能实现高频远距离通信。
四个电离层中，E层、F层完成大部分的高频信号的反射。
3 电离层变化规律电离层的变化主要是指电离层的电子密度和层高有较明显日夜变化、季节变化、地理纬度和太阳11年周期的变化。
高频远距离通信质量、通信频率选取与电离层的变化有密切关系。
3.1 电离层日变化由于电离层中的大气电离能量主要来源于太阳辐射，太阳天顶角变化直接影响电离层的变化。
日夜太阳的照射不同，故白天电子密度比夜间大;中午的电子密度又比早晚大;D层在日落之后很快消失，而E层和F层的电子密度减小(F1层与F2层合并)。
到了日出之后，各层电子密度开始增长，到正午时达到最大值，以后又开始减少。
电离层斜测数据
电离层斜测数据电离层是地球大气层中含有大量自由电子和离子的区域，这些自由电子和离子可以通过阳光和宇宙射线的电离作用在电离层中产生。
在航空和通信等领域中，通过对电离层进行天空探测和监测，可以获得电离层的相关参数信息。
电离层斜测数据就是通过探空仪等设备对电离层进行的数据记录和观测。
电离层斜测数据可以获得电离层的相关参数信息，包括电离层的电子密度垂直剖面、层高、层厚等。
这些参数对于航空、天文、通信等领域都有重要的意义。
在航空领域中，电离层的电子密度分布对于导航、通讯、雷达等系统的性能有直接影响。
在天文领域中，电离层的影响可能影响太阳活动和行星观测结果的精度。
在通信领域中，电离层的影响可能影响天线方向图和信号传输的可靠性和保密性。
电离层斜测数据的获得通常是通过探空仪、离子密度计、接收机等多种设备组合获取的。
探空仪主要是用于测量电离层垂直方向的电子密度剖面，通过测量电离层的反射、折射、吸收等特性，获得电离层的厚度和高度等参数。
离子密度计则是用于测量电离层中离子的密度，通常可以与探空仪组合使用，获得更加完整的电离层信息。
接收机主要用于获得电离层中的电波传输情况，通过接收电离层反射的无线电波信号，获得电离层的相关参数信息。
电离层斜测数据的处理和分析通常需要借助计算机处理和模拟。
通常会采用数值模型来模拟电离层的初始状态和动态变化，然后将模拟结果与实测数据进行对比分析，以确定电离层的实际状态和预测其变化趋势。
电离层观测站通常会配备数据采集系统和分析软件，对电离层斜测数据进行存储、处理和分析，以便灵活地调整和优化电离层观测设备和策略。
总的来说，电离层斜测数据是研究电离层的重要手段，已经成为了航空、通信、天文等领域的核心技术之一。
通过不断地改进和创新，可以进一步提高电离层观测的精度和可靠性，为相关领域的应用提供更好的支持和服务。
高空探测中的频率探讨
高空探测中的频率探讨徐爽;付娇;施海瑞;贾志奇【摘要】雷达频率是雷达诸参数中最重要的影响因子,雷达频率与仪器频率失谐会造成测风数据偏差过大.本文分别从近距离、远距离和发射机切换时发射频率对斜距产生的影响进行了分析和讨论;并对电磁干扰和重放球造成的频率干扰进行了探讨.研究表明利用固定目标物和气压-高度差法调整频率可以有效的减少斜距偏差和丢失;在可预测干扰情况下,及时调整探空仪频率,可以有效减少信号干扰对探测数据的影响.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2015(032)004【总页数】5页(P20-24)【关键词】雷达频率;频率失谐;频率干扰【作者】徐爽;付娇;施海瑞;贾志奇【作者单位】河北省邢台市气象局,邢台054000;河北省邢台市气象局,邢台054000;河北省邢台市气象局,邢台054000;河北省张家口市气象局,张家口075000【正文语种】中文【中图分类】P414.1高空风即近地面层以上大气层中的风，是研究大气运动规律的一个重要参量，是影响天气分析和预测的重要因子 [1]。
目前，高空风观测主要采用定向天线(雷达)跟踪、经纬仪跟踪或卫星导航系统定位等方式。
2011年我国完成了从59-701型雷达到L 波段雷达的过渡[2]。
GFE(L)1型二次测风雷达，简称为L波段雷达。
L波段雷达向探空气球上的无线回答器发射“询问信号”，这个询问信号的频率就是发射频率，也就是雷达的工作频率。
发射频率直接影响雷达的类型、探测距离、角分辨率和抗干扰能力等[3]，因此频率是雷达诸参数中最重要的影响因子。
相比59-701雷达，L波段雷达的工作频率较高，为1 675±6 MHz。
这样的频率设置有利于减小天线尺寸，降低天线重量；脉冲峰值功率小，节省电力；脉冲宽度、波瓣宽度均较窄，测距、测角精度较高。
在实际工作中，如果发射频率调整不准确或仪器频率失谐会造成测风数据中斜距偏差过大，影响量得风层的计算；同时会影响温度、气压以及湿度电码的解调，出现飞点、乱点；由于台站周围存在干扰频率或者因为特殊情况重放球时两个或多个频率相互干扰造成数据失测、缺测。
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电离层高频斜向探测技术与选频应用电离层探测是研究电离层特性和进行短波选频的重要手段之一，随着科学技术发不断发展，人类发明了各种各样的电离层探测方法，而电离层高频斜向探测，就是这众多探测方法中重要的一种。
介绍了电离层斜向探测的基本原理、斜测电离图及应用，同时也对这种探测方法的优点和局限性进行了评述。
高频斜向探测斜测电离图选频优点和局限
电离层对电波传播的影响与人类活动密切相关，如无线电通信、广播、无线电导航、雷达定位等。
因此，从18世纪末无线电科学兴起、马可尼实现世界第一次无线电报传输后，人类对电离层的研究就得到了蓬勃发展，研究出了各种各样对电离层探测的方法和手段，从目前情况来看，主要包括电离层高频垂直探测、电离层高频斜向探测、电离层高频斜向返回探测、非相干和相干散射雷达探测、电磁波电离层吸收测量和利用空间飞行器辅助或直接测量等。
这些方法和手段各自有着其优点和缺点，互为补充，为电离层的研究起着重要的作用。
这其中，电离层高频斜测是高频通信选频所依赖的主要技术。
一、电离层斜向探测工作方式
电离层斜向探测系统在工作时，在某一固定地面（a）向上斜投射高频无线电波信号，并在一定距离外的另一地面（b）接收电离层反射信号。
这种探测的关键技术，是使相距很远的接收机和发机同步变频工作。
这通常是用双方接收时间信号对时或使用高稳定度
频率源等方法实现同步工作，其工作方式主要有两种。
（一）扫频探测
短时间内发射多个频率上的探测脉冲进行电离层探测，以获得电离层各层反射电波信号射线距离随频率变化的描记曲线以及各层的最大可观频率。
其描记曲线的形状和最大可观测频率随时间的变化反映了电离层结构参数随时间变化的关系。
如果探测是连续进行的，还可以给出最大可观测频率以及每一个传播模式在各频率点上的射线距离随时间变化的关系。
（二）定频探测
在某一确定的频率点上连续发射若干个探测脉冲信号进行电离层探测，可以得到连续的各模式信号数据。
参照扫频探测信息，利用该数据可以获取电离层不同模式信号频域变化特性、信号幅度随时间的变化特性和射线距离随时间的变化特性。
也可以获取各探测脉冲上不同模式信号的幅度、相对相位和射线距离的变化规律。
二、斜向探测电离图的选频应用
通过发射端发射无线电波后，在接收端主要记录信号在传播过程中的时延、多普勒频移与探测频率的关系。
这种记录称为斜测电离图，如图所示就是利用电离层斜向探测系统实测武汉至海南万宁通信线路所得的斜测电离图。
它主要用于研究不同频率传播路径的传播模式和传输信道的特性，也可以用于估算传播路径中点的电子密度分布。
这种技术原理，现已应用到重要的通信干线的实时选频上。
利用由探测系统提供的电离图直接确定通信线路的最佳频段，
是最直观和最方便的方法。
由上图可知，有了完整的电离图，就可以从图中清楚地看到传播的各种模式以及最可用频率（muf），在图中找出单模式传播的区域并利用最高可用频率就可以进行短波通信线路的选频。
三、电离层斜向探测的优点及局限性
（一）电离层斜向探测的优点
一是探测的范围大，相对于电离层垂测来说，斜向探测的范围远大得多，垂测所测的范围仅为探测系统所在位置的垂直方向，而斜向探测只要改变发射天线的水平方位角和仰角就可以对360度全方位和不同距离内的电离层进行探测。
二是实用性强，现代军事短波通信在战争中占有重要地位，通信频率的选择是保证通信质量的关键因素之一，而电离层斜向探测就能为短波通信的选频提供重要的技术支持。
（二）电离层斜向探测的局限
一是时间同步要求较高，如果没有精确的时间同步，则所测的数据将会产生较大的误差。
二是设备较为复杂，天线架设困难。
三是探测区域有限，d层探测不到，f2层以上也探测不到，只能测量e层（含白天e层）以上f2层以下的电离层区域。
四是当存在强的电离层不规则结构时，频高图上没有清晰的反射回波，只有的扩展f散射回波，无法探测到fmax等参数。
参考文献：
[1]胡中豫.现代短波通信[m].北京：国防工业出版社，
2003.31-32.
[2]黄昌理，罗玉来，黄汝言.数字式电离层斜向探测系统[j].电波科学学报，1994，（4）：81-82.
[3]熊年禄，唐存琛，李行健.电离层物理概论[m].武汉：武汉大学出版社，1997.376-380.
[4] k.davies. ionospheric radio[m]，peter peregrinus ltd，1990.。