【技术实现步骤摘要】
非线性等离子体密度轮廓下高频信号空时相位扰动模拟方法
本专利技术涉及雷达电波传播领域，具体涉及电离层中非线性等离子体密度轮廓下电离层不规则体对在其中传播的高频雷达信号的空时相位扰动建模。
技术介绍
高频地波雷达依靠地波沿海面绕射，能够探测海面超视距目标。但是其垂直方向泄漏的发射信号被电离层直接反射形成强烈的电离层杂波，且扰动电离层条件下电离层不规则体使得杂波在多普勒域和空域上展宽，占据大量雷达的距离-多普勒-角度分辨单元并淹没目标，严重影响系统的超视距探测范围。为了提高地波雷达的目标探测能力，需要分离并抑制展宽的电离层杂波，而理清电离层不规则体对杂波信号展宽的作用机理，揭示电离层杂波在空间和时间上的变化特性，是提出有效杂波抑制方法的前提。因此，建立电离层不规则体对高频信号扰动模型，定量描述扰动电离层条件下杂波的展宽特性，对电离层杂波模拟、评估杂波抑制方法的性能进而提高地波雷达的目标探测能力具有重要意义。电离层不规则体对在其内部传播的高频雷达信号进行了随机调制，是导致接收信号不规则相位波动的直接原因。对于相控阵高频雷达...
【技术保护点】
1.非线性等离子体密度轮廓下高频信号空时相位扰动模拟方法，其特征在于，具体步骤如下：/n步骤一、建立直角坐标系，并计算基于该直角坐标系的非线性等离子体密度轮廓下的扰动相位，所述扰动相位为扰动电离层对电波传播过程中累积相位的贡献；/n步骤二、根据扰动相位计算扰动相位空时功率谱函数；/n并分别执行步骤三和步骤四；/n步骤三、根据扰动相位空时功率谱函数得到扰动复信号空时自相关函数；/n步骤四、根据扰动相位空时功率谱函数得到系统脉冲函数，转入步骤五；/n步骤五、根据系统脉冲函数和高斯白噪声得到空时相位扰动信号。/n
【技术特征摘要】
1.非线性等离子体密度轮廓下高频信号空时相位扰动模拟方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、建立直角坐标系，并计算基于该直角坐标系的非线性等离子体密度轮廓下的扰动相位，所述扰动相位为扰动电离层对电波传播过程中累积相位的贡献；
步骤二、根据扰动相位计算扰动相位空时功率谱函数；
并分别执行步骤三和步骤四；
步骤三、根据扰动相位空时功率谱函数得到扰动复信号空时自相关函数；
步骤四、根据扰动相位空时功率谱函数得到系统脉冲函数，转入步骤五；
步骤五、根据系统脉冲函数和高斯白噪声得到空时相位扰动信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，建立坐标系的具体步骤如下：
以发射站垂直高度上电离层底部为原点，建立直角坐标系；
所述直角坐标系的x-y平面平行于水平面，发射站指向垂直方向上电离层底部入射点的方向为z轴，且以z轴为轴旋转x-y平面使得地球磁场矢量位于y-z平面；
定义z＝0时为电离层的底部高度，z0表示电磁波发生反射时对应的电离层高度；令单位矢量表示地球磁场的方向，则lx＝0，
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，计算基于直角坐标系的非线性等离子体密度轮廓下的扰动相位的具体步骤如下：
步骤一一、计算扰动电离层对电波在传播过程中累积相位的贡献：
其中，n1为扰动电离层电子浓度；且n＝n0+n1，n为总电子浓度起伏，n0为背景电离层电子浓度；kz表示电磁波波数垂直分量的大小；
步骤一二、计算非线性等离子体密度轮廓下电磁波波数垂直分量相对等离子体密度的导数：
式中，re＝e2/(4πε0mc2)＝2.8×10-15m为经典电子半径大小，e是电子电荷量，ε0是自由空间的介电常数，m是电子质量，c是光速；为等离子体角频率；ω为雷达发射电波角频率，λ是自由空间雷达波长；
步骤一三、将公式二代入公式一中，忽略扰动电离层对电波在传播过程中累积相位的贡献在拐点z＝z0附近的相位贡献，将新的积分限表示为z＝z0′，0＜z0′＜z0，则更新扰动电离层对电波在传播过程中累积相位的贡献，即扰动相位：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，通过扰动相位计算扰...
【专利技术属性】
技术研发人员：位寅生，丁明凯，童鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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