摘要：介绍了武汉大学电离层实验室研制的电离层斜向返回探测仪(WIOBSS)智能显控系统的设计,给出整个设计的流程图和相关的软硬件结构以及该系统的基本和扩展功能.其中显控系统是以地图为背景,采用地图上画图的方法,清晰显示雷达回波覆盖区域,对照地图,可以直观获取雷达威力范围.显控程序同时对获取的数据进行处理,从绘制的电离图中提取群时延距离、回波幅度、目标位置和运动速度以及目标的其他特征参数,以直观、有效、准确的方式呈现给雷达的操控者.此显控系统简单易懂,操作方便,具有非常友好的人机交互系统.

摘要：针对传统电离层斜向返回探测雷达无法探测近距离电离层状态和可操作性差的缺点,为武汉电离层斜向返回探测系统(Wuhan ionospheric oblique backscattering sounding system,WIOBSS)设计了一套新型波形发生器.该波形发生器采用等间隔收发探测体制,使WIOBSS不但能探测到大范围内的电离层状态,且能获得所用伪随机序列的最大增益性能.该波形发生器依据软件无线电思想,利用高性能现场可编程门阵列和数字上变频器,搭建了一个通用的硬件平台.该平台所有功能通过可编程软件实现,只要加载相应软件,就可以选择不同类型的伪随机序列,任意改变伪随机序列的长度和发射波形的占空比,从而满足不同电离层状态下的探测需求.该波形发生器采用PXI(peripheral component interconnect extensions for in-struments)总线技术,设计成为一个小型化、高性价比的PXI模块.实验表明,采用该波形发生器的WIOBSS可清晰获得电离层垂直探测和斜向返回探测回波信息.

摘要：首先依据短波数字化接收机设计理论构架了一种基于软件无线电思想的中频接收模块平台。通过分析系统的功能需求以及接收回波的特性,讨论了该模块各部分功能的实现,重点介绍了信号采集和处理单元的实现技术。此中频接收模块应用在基于伪随机码调相脉冲压缩体制的新型电离层斜向返回探测系统中,可以实时获得丰富的电离层探测数据。该接收模块的设计以DSPs、FPGA技术为核心,具有处理方式灵活、实时处理能力强、升级空间大等优点。雷达系统的探测结果证明了该接收模块设计的合理性和实用性。

摘要：为满足短波频率管理系统对电离层斜向返回探测系统提出的可搬移、小体积等需求,设计了一种新型单站式WIOBSS(武汉电离层斜向返回探测系统).该系统采用高性能的PXI(外围组件互联总线在仪器领域的扩展)总线作为系统总线,设计成具有模块化、标准化、小体积和低成本等特点的车载式系统.同时,为使WIOBSS中各模块具备即插即用的性能,利用DriverStudio工具开发了PXI接口驱动程序.实验结果表明,在不包括天线和功率放大器的情况下,WIOBSS的尺寸约为177.8 mm×431.8 mm×457.2 mm.而且在实际探测中,WIOBSS清晰地获得了1100 km范围内包含有电离层斜向返回探测信息和电离层垂直探测信息的扫频电离图和多普勒图,从而为短波频率管理系统开拓了一种新的探测手段.

摘要：设计一组适用于小功率便携式电离层探测仪的预处理能量积累算法。该积累算法由基于脉间相位编码的脉冲压缩算法、基于多次探测的多普勒积累算法和群时延多普勒域二维积累算法3部分组成。实时采集的数字信号经过脉冲压缩算法处理后,回波能量均在电波历经的群时延距离附近聚集,信噪比提高,回波的相位信息被保留。然后,依据多次探测过程中的相位连续性实现多普勒积累。最后,基于数字图像处理技术和电离层回波的时延与多普勒连续散布特性提出群时延多普勒域二维积累算法,不仅可以提高短波信道的衰落区域的能量,还可以填补脉间调相体制的回波区域中的固有盲区。研究结果表明:实测数据经积累算法处理后,回波信噪比显著提高;这些积累算法可为弱回波检测提供具有更高信噪比的数据,减小探测仪的功耗,有利于设备的小型化和便携化。

摘要：设计了基于相位编码脉冲压缩体制的电离层斜向返回探测系统.通过对系统特殊回波特性和探测需求的分析,讨论了整机系统信号处理的工作流程和具体设计方法,阐述了该系统基于虚拟仪器总线的高速实时信号处理实现.研究结果表明,信号处理的实现使整机系统具备处理速度快、软件化程度高等特点,在实际电离层探测中的测量数据表明,该系统可达到探测功率小、距离远等预期效果.

摘要：低空核爆炸时会产生附加电离区 ,对高频无线电波的传播有很大的影响。文章在讨论通信核效应的基础上 ,介绍针对核爆的电离效应、核辐射产生的电子密度的时空分布等通信核效应问题 ,设计开发了高频通信核效应计算机模拟系统 ,并利用该系统针对实际通信电路进行了模拟计算。结果表明 ,该系统不仅可直接应用于理论研究 。

摘要：设计了一种新型电离层斜向探测雷达,该雷达采用脉间相位编码体制来实时测得斜向探测电离图和多普勒电离图,还利用全球定位系统(GPS)时间频率信号源和单片机来实现发射端和接收端的时间和频率同步,从而得到ns量级的时间同步精度和10-12量级的频率同步精度.该雷达的大部分功能都通过可编程软件来实现,通过加载相应的软件,雷达在进行斜向探测的同时,还实现了斜向返回探测.实际探测结果表明:在发射端和接收端相距1 200 km时,该雷达不仅得到了斜向探测电离图和多普勒电离图,还得到了斜向返回探测电离图和多普勒电离图.

摘要：基于伪随机码调相脉冲压缩体制的电离层斜向返回探测系统可得到电离层的双时响应、散射函数、多径展宽等有用信息,是一种新型的电离层探测系统。该文重点讨论该系统中接收通道的开发与实现。该接收通道的设计基于软件无线电思想,以DSP技术为核心,具有处理方式灵活、实时处理能力强、稳定性好、升级空间大等优点。雷达系统的探测实验结果表明,该接收通道可以满足电离层斜向返回探测需要。

摘要：为了解决高速数字接收机中混频数据处理能力有限的问题,设计了基于八分圆周矢量旋转(OCVR)的高速数字正交混频器.该混频器仅通过简单二进制补码运算器和移位加法器即可实现,且不需要进行迭代运算.分析比较了常规的基于ROM架构、基于直接坐标旋转数字计算机(CORDIC)架构以及基于OCVR架构的混频器,结果显示基于OCVR的混频器拥有更高的数据吞吐量、更低的硬件资源消耗以及混频噪声小等特点.根据OCVR特性设计了武汉电离层斜向返回探测系统(WIOBSS)的中频(IF)数字接收机,该系统可以获取实时的宽带扫频后向散射电离图.实验证明该系统的探测覆盖范围已经延伸至3 000 km.