發(fā)布時(shí)間：2020-12-10 15:15

　　電離層擾動(dòng)的探測(cè)與診斷是空間物理學(xué)研究中十分重要的課題。不斷發(fā)展的探測(cè)手段和數(shù)據(jù)處理方法可提取到許多能較準(zhǔn)確反映電離層擾動(dòng)形態(tài)及變化特征的參量,其中反射回波的高頻多普勒頻移和電子濃度等值面法向運(yùn)動(dòng)速度是電離層擾動(dòng)觀測(cè)研究的重要對(duì)象。本文圍繞這一方向開展工作,介紹了由中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所-中南民族大學(xué)合作研制的敏捷式高性能電離層無(wú)線電多頻探測(cè)系統(tǒng)樣機(jī)PDI平臺(tái),并且在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了中小尺度電離層擾動(dòng)的快速探測(cè)研究和分析診斷。新研制的PDI平臺(tái)由收發(fā)天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和上位機(jī)數(shù)據(jù)接收與處理系統(tǒng)組成。其特點(diǎn)是:能便攜用于流動(dòng)觀測(cè)和臨時(shí)布陣探測(cè),探測(cè)速度快,頻高圖探測(cè)最小周期小于1分鐘,多普勒頻移分辨率可達(dá)0.039Hz,且抗干擾能力較強(qiáng),頻高圖觀測(cè)效果好,參數(shù)可靈活設(shè)置并可開展電離層瞬態(tài)變化等多種探測(cè)模式和研究。在PDI平臺(tái)上,提出了一種時(shí)間交錯(cuò)掃頻探測(cè)模式,解決了在常規(guī)多普勒頻移測(cè)量中多普勒頻移的分辨率和探測(cè)時(shí)間之間的矛盾,可在保證獲取較高的多普勒頻移分辨率的同時(shí)大大縮短探測(cè)周期,以實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)的快速探測(cè)�；�于這種新的平臺(tái)和探測(cè)模式,我們?cè)谖錆h觀測(cè)站實(shí)地進(jìn)行了較長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)和數(shù)據(jù)采... 

【文章來(lái)源】：中南民族大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PDI數(shù)字測(cè)高儀系統(tǒng)原理

圖 2.2 PDI 數(shù)字測(cè)高儀系統(tǒng)實(shí)物字測(cè)高儀系統(tǒng)采用了 DDS 直接數(shù)字頻率合成、FPGA 和軟件無(wú)線和數(shù)字處理技術(shù)，探測(cè)參數(shù)可靈活設(shè)置，除了滿足常規(guī)探測(cè)需求頻點(diǎn)、編碼方式、脈沖重復(fù)頻率、積分時(shí)間等一系列參數(shù)按研究現(xiàn)了數(shù)字電離層探測(cè)儀系統(tǒng)快速捷變和自適應(yīng)處理的敏捷探測(cè)段，提出和研究四維序列編碼、解碼技術(shù)，抑制、壓縮自相關(guān)疊流誤差以及解決了基線不歸零和緩慢漂移等問(wèn)題，提升了回波過(guò)開發(fā)軟件極化分離、高效編碼和觀測(cè)模式，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)電快速變化的觀測(cè)診斷分析。機(jī)設(shè)計(jì)方案脈沖功率放大器(簡(jiǎn)稱發(fā)射機(jī))是 PDI 數(shù)字測(cè)高儀的重要組成部分發(fā)直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果。因此，必須定、放大能力強(qiáng)、帶外干擾輻射小、可靠性高等特點(diǎn)；為了滿足式靈活、反應(yīng)敏捷等需求，它還需要具備工作參數(shù)范圍寬、響應(yīng)是常用的發(fā)射機(jī)通常不能完全滿足上述要求，因此針對(duì)這些需

過(guò)元器件適用性篩選以及長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了圖 2.3 所示的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)主要由 5 個(gè)部分組成：射頻信號(hào)放大電路、偏置電壓處理電路、輸出路、功率檢測(cè)及開路保護(hù)電路、輔助電源電路等。射頻信號(hào)放大電路采用聯(lián)推動(dòng)的方式，把1Vpp的輸入信號(hào)放大成500Vpp(在50Ω負(fù)載上功率為625W信號(hào)；偏置電壓處理電路對(duì)門控脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，使得各級(jí)放大電路在快地進(jìn)入工作狀態(tài)的同時(shí)不產(chǎn)生開關(guān)沖擊；輸出濾波電路對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行把 30MHz 以上頻率信號(hào)濾除；功率檢測(cè)及開路保護(hù)電路對(duì)正向功率、反射行檢測(cè)、顯示，并根據(jù)二者數(shù)值判斷負(fù)載是否開路，同時(shí)將測(cè)量結(jié)果及其通過(guò) RS485 發(fā)送到上位機(jī)；輔助電源電路向各個(gè)模塊提供合適的供電電

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電離層多普勒接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[J]. 陳彥龍,張?jiān)�農(nóng).  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]用GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)探測(cè)日本9.0級(jí)地震的電離層異常[J]. 李施佳,蔡昌盛,付凱斌.  大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2012(03)
[3]電離層垂直探測(cè)中擾動(dòng)觀測(cè)模式研究[J]. 朱正平,寧百齊.  電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(05)
[4]電離層高精度高頻多普勒頻移參量的時(shí)域探測(cè)方法[J]. 朱正平,寧百齊.  中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(03)
[5]典型電離層多普勒記錄及其討論[J]. 肖佐,劉凱軍,張東和.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2002(04)
[6]軟件無(wú)線電在電離層電波探測(cè)中的應(yīng)用[J]. 寧百齊,林晨.  電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2002(03)
[7]循環(huán)譜密度的兩通道最大熵譜估計(jì)[J]. 王成毅,王宏禹.  電子科學(xué)學(xué)刊. 1999(04)
[8]武漢地區(qū)中尺度電離層聲重波擾動(dòng)的變化特性[J]. 寧百齊,李利斌,李鈞.  地球物理學(xué)報(bào). 1995(04)
[9]用數(shù)字測(cè)高儀漂移測(cè)量研究電離層聲重波擾動(dòng)[J]. 萬(wàn)衛(wèi)星,李鈞,張兆明,B.W.Reinisch.  地球物理學(xué)報(bào). 1993(05)
[10]電離層聲重波擾動(dòng)的高頻無(wú)線電診斷[J]. 萬(wàn)衛(wèi)星,李鈞.  地球物理學(xué)報(bào). 1989(06)

博士論文
[1]低緯（海南）地區(qū)電離層變化和擾動(dòng)特性研究[D]. 王霄.中國(guó)科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心） 2004
[2]電離層擾動(dòng)的高頻探測(cè)與診斷[D]. 袁志剛.中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所） 2003

碩士論文
[1]基于地面電波探測(cè)的電離層剖面重構(gòu)和異常分布研究[D]. 郭萬(wàn)振.西安電子科技大學(xué) 2011
[2]電離層數(shù)字測(cè)高儀數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的研制[D]. 周健勇.中南民族大學(xué) 2009
[3]極區(qū)電離層F層特性的南北極對(duì)比研究[D]. 朱愛琴.西安電子科技大學(xué) 2008
[4]基于多通道最大熵譜估計(jì)的直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的循環(huán)譜檢測(cè)方法[D]. 蘇挺.西安電子科技大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2908919