一种模拟电离层对同源双频电磁波信号影响的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种模拟电离层对同源双频电磁波信号影响的方法和地面验证系统。方法包括步骤如下：第一步，给定电离层TEC值，分别计算电离层对双频电磁波信号的相位的改变量；第二步，将电离层对电磁波信号相位的改变量模拟到同源双频电磁波信号中；第三步，构建地面验证系统；变化电离层TEC值，将受电离层影响的信号存储在回波模拟器中，通过地面验证系统，得到若干组受电离层影响的双频段电磁波信号。本发明专利技术利用电离层对电磁波影响的色散性，基于1台单频带回波模拟器生成受电离层影响的同源双频段信号，将该模拟方法应用到地面验证系统，则地面验证系统融合了电离层影响与收发通道误差，更全面真实地评估雷达的性能，同时地面验证系统更加简化。验证系统更加简化。验证系统更加简化。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟电离层对同源双频电磁波信号影响的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种模拟电离层对同源双频电磁波信号影响的方法和系统。

技术介绍

[0002]电离层位于地球上空70km～1000km。电离层对星地链路无线电系统信号传播会产生各种不同的影响效应。为了描述电离层对电磁波传播的影响，学者引入电离层总电子含量(TEC：Total electronic content)：电子密度N
e
沿传播路径的积分，它是一个非常重要的参量：
[0003]TEC＝∫
s
N
e
(s)ds
[0004]式中，积分沿传播路径s进行，TEC的单位：TECU＝1
×
10
16
el/m2。由于电子密度的时空变化，导致其路径积分值TEC也随着变化。
[0005]星上载荷的工作性能不但受到收发通道误差的影响，也会受到电离层的影响。地面验证系统，应该把电离层对载荷系统的影响也包含进去。电离层对电磁波的影响具有色散性，可通过双频电磁波来估计电离层的TEC值。双频估计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟电离层对同源双频电磁波信号影响的方法，其特征在于，包括步骤如下：第一步，给定电离层TEC值，分别计算电离层对双频电磁波信号的相位的改变量；第二步，将电离层对电磁波信号相位的改变量模拟到同源双频电磁波信号中；第三步，构建地面验证系统；变化电离层TEC值，将受电离层影响的信号存储在回波模拟器中，通过地面验证系统，得到若干组受电离层影响的双频段电磁波信号，用于分析雷达在电离层影响和收发通道误差影响下的性能，或由受电离层影响的双频段电磁波信号估计电离层的TEC绝对值以及相对变化值。2.根据权利要求1所述的一种模拟电离层对同源双频电磁波信号影响的方法，其特征在于，第一步的具体方法为：电离层对电磁波信号的相位的改变量FP(f)的公式如下：其中，电磁波信号的频率f＝f
r
+f
c
，f
r
为基带频率，f
c
为载频，B为电磁波信号的带宽，c为电磁波的传播速度；j为虚数单位；TEC表示电磁波传播路径上电离层的电子总含量；对于载频分别为f
c1
和f
c2
的电磁波信号，将上式中的f
c
值分别取值f
c1
和f
c2
，得到电离层对不同频带电磁波信号相位的改变量。3.根据权利要求1或2所述的一种模拟电离层对同源双频电磁波信号影响的方法，其特征在于，第二步的具体方法如下：载频为f
c1
的电磁波信号为s
r1
(t)，s
r1
(t)受电离层影响的电磁波信号Ss
r1
(t)为：Ss
r1
(t)＝ifft{fft[s
r1
(t)]
×
FP(f
r
+f
c1
)}；其中，t表示时间变量，fft()表示傅里叶变换函数；ifft()表示逆傅里叶变换函数；载频为f
c2
的受电离层影响的电磁波信号Ss
r2
(t)：Ss
r2
(t)＝FrCo{ifft{fft[s
r1
(t)]
×
FP(f
r
+f
c2
)}}；其中，FrCo为变频处理。4.根据权利要求3所述的一种模拟电离层对同源双频电磁波信号影响的方法，其特征在于，地面验证系统包括回波模拟器、功分器、变频器、采集存储器；回波模拟器只适用于存储回放载频为f
c1
的不包含f
c2
频点的频带范围内的信号；将载频为f
c1
的受电离层影响的电磁波信号Ss
r1
(t)存储在回波模拟器中进行回放；将载频为f
c2
的受电离层影响的电磁波信号Ss
r2
(t)存储在回波模拟器中进行回放；回波模拟器通过功分器输出两路信号，其中一路载频为f
c1
的受电离层影响的电磁波信号，另一路通过变频器得到载频为f
c2
的受电离层影响的电磁波信号；采集存储器同时采集载频为f
c1
和f
c...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭艳，吴涛，李锦伟，田栋轩，张升，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：