發(fā)布時(shí)間：2020-12-10 15:15

　　電離層擾動的探測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)動速度是電離層擾動觀測研究的重要對象。本文圍繞這一方向開展工作,介紹了由中國科學(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線電多頻探測系統(tǒng)樣機(jī)PDI平臺,并且在該平臺上實(shí)現(xiàn)了中小尺度電離層擾動的快速探測研究和分析診斷。新研制的PDI平臺由收發(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:能便攜用于流動觀測和臨時(shí)布陣探測,探測速度快,頻高圖探測最小周期小于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)變化等多種探測模式和研究。在PDI平臺上,提出了一種時(shí)間交錯掃頻探測模式,解決了在常規(guī)多普勒頻移測量中多普勒頻移的分辨率和探測時(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)大大縮短探測周期,以實(shí)現(xiàn)擾動的快速探測。基于這種新的平臺和探測模式,我們在武漢觀測站實(shí)地進(jìn)行了較長時(shí)間的觀測和數(shù)據(jù)采... 

【文章來源】：中南民族大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

PDI數(shù)字測高儀系統(tǒng)原理

圖 2.2 PDI 數(shù)字測高儀系統(tǒng)實(shí)物字測高儀系統(tǒng)采用了 DDS 直接數(shù)字頻率合成、FPGA 和軟件無線和數(shù)字處理技術(shù)，探測參數(shù)可靈活設(shè)置，除了滿足常規(guī)探測需求頻點(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)字電離層探測儀系統(tǒng)快速捷變和自適應(yīng)處理的敏捷探測段，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題，提升了回波過開發(fā)軟件極化分離、高效編碼和觀測模式，初步實(shí)現(xiàn)了對電快速變化的觀測診斷分析。機(jī)設(shè)計(jì)方案脈沖功率放大器(簡稱發(fā)射機(jī))是 PDI 數(shù)字測高儀的重要組成部分發(fā)直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量結(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，因此針對這些需

過元器件適用性篩選以及長時(shí)間的測試實(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 個部分組成：射頻信號放大電路、偏置電壓處理電路、輸出路、功率檢測及開路保護(hù)電路、輔助電源電路等。射頻信號放大電路采用聯(lián)推動的方式，把1Vpp的輸入信號放大成500Vpp(在50Ω負(fù)載上功率為625W信號；偏置電壓處理電路對門控脈沖信號進(jìn)行處理，使得各級放大電路在快地進(jìn)入工作狀態(tài)的同時(shí)不產(chǎn)生開關(guān)沖擊；輸出濾波電路對輸出信號進(jìn)行把 30MHz 以上頻率信號濾除；功率檢測及開路保護(hù)電路對正向功率、反射行檢測、顯示，并根據(jù)二者數(shù)值判斷負(fù)載是否開路，同時(shí)將測量結(jié)果及其通過 RS485 發(fā)送到上位機(jī)；輔助電源電路向各個模塊提供合適的供電電

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]低緯（海南）地區(qū)電離層變化和擾動特性研究[D]. 王霄.中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心） 2004
[2]電離層擾動的高頻探測與診斷[D]. 袁志剛.中國科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所） 2003

碩士論文
[1]基于地面電波探測的電離層剖面重構(gòu)和異常分布研究[D]. 郭萬振.西安電子科技大學(xué) 2011
[2]電離層數(shù)字測高儀數(shù)據(jù)處理平臺的研制[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)頻信號的循環(huán)譜檢測方法[D]. 蘇挺.西安電子科技大學(xué) 2008



本文編號：2908919