软件化电离层探测雷达波形产生器的设计

讨论的电离层斜向返回探测雷达的波形产生器是以软件无线电理论为基本思想设计了一台通用短波及超短波雷达波形产生平台。波形产生器主要由DSP和数字上变频器构成,DSP作为主控制器设定数字上变频器的调制方式和输出波形。因此雷达能够发射调幅、调频、调相和各种复合调制信号,实现多种电离层探测方式,从而可以实时获得丰富的电离层探测数据。     

小功率便携式电离层斜向返回探测雷达设计

采用伪随机编码、脉冲压缩和相干频谱积累技术,获得27 dB的相位编码脉冲压缩增益和21 dB的相干频谱积累增益,从而在小功率下实现远距离探测。采用等间隔收发新型探测体制,实现2 000 km范围内的无距离盲区探测和获得所用伪随机序列的最大增益性能。依据软件化雷达思想,通过可编程数字信号处理技术来实现雷达的大部分功能,从而使雷达具有良好的可编程、可配置和易升级性能。在整体结构上,采用PXI(外围部件互联总线面向仪器的扩展)总线技术,该雷达设计成为一个模块化、小体积的PXI系统。实际探测结果表明:在发射功率为100 W的情况下,该雷达清晰地获得了2 000 km内的返回散射扫频电离图和返回散射扫频多普勒电离图。     

电离层斜向返回探测雷达的发射模块设计

为在武汉电离层斜向返回探测系统(Wuhan ionospheric oblique backscattering sounding system,WIOBSS)中实现低的发射功率、远的探测距离、比较强的抗干扰等技术要求,根据WIOBSS的特点,提出了脉间二相编码等间隔收发探测模式。在这种新型探测模式中,WIOBSS采用发射长持续时间探测信号的方式来积累回波能量,并采用具有良好自相关性的二元伪随机序列m序列和近完美序列来对相位进行调制。另外,一套采用软件无线电和面向仪器系统的外围部件互连扩展(Pci eXtension for instru mentation,PXI)总线技术的软件化发射模块被设计用于实现这种新型探测模式。实际探测结果表明,采用该发射模块的WIOBSS在发射功率非常小的情况下成功地实现了2000 km范围内的电离层状态探测。