電離層是中性原子和空氣分子受太陽輻射發(fā)生部分電離的大氣區(qū)域,位于地表60km以上。當(dāng)電磁波經(jīng)過電離層時會發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象,導(dǎo)致任何依賴電磁波收發(fā)信號的系統(tǒng)都會受到電離層的影響,因此實(shí)現(xiàn)電離層的探測無論是在科學(xué)研究還是日常生活中都具有重大意義。在電離層探測的多種方法中,垂直探測是目前較為成熟、便利且廣泛應(yīng)用的地面探測手段,電離層測高儀通過發(fā)射1-30MHz的高頻電磁波獲取不同頻率對應(yīng)的回波時延,繪制電離層頻高圖以此反演電離層特征參數(shù)。高度分辨率與探測周期是電離層測高儀的兩個重要指標(biāo)。測高儀常用脈沖壓縮技術(shù)解決作用距離與距離分辨率的矛盾,提高系統(tǒng)探測精度;在收發(fā)時序上,利用最大探測高度所對應(yīng)的時間延遲作為接收時間,系統(tǒng)接收時間過長,難以實(shí)現(xiàn)電離層的快速探測。為實(shí)現(xiàn)電離層的高精度實(shí)時探測,本文提出了一種快速精確的電離層探測系統(tǒng)方案,此方案應(yīng)用于張衡一號衛(wèi)星的地面同步監(jiān)測系統(tǒng)中,為張衡一號衛(wèi)星提供相關(guān)科學(xué)數(shù)據(jù),詳細(xì)給出了測高儀天線單元和數(shù)控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì):天線單元采用兩副Delta天線作為測高儀收發(fā)天線,利用一發(fā)雙收機(jī)制分時發(fā)射相互正交的極化波獲取回波信號的極化信息;數(shù)控系統(tǒng)作為測高儀的核... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)北京市

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電離層分層結(jié)構(gòu)示意圖

第1章引言3衛(wèi)星信號，極大提高了中國地區(qū)利用衛(wèi)星信標(biāo)觀測研究電離層的能力[9]。圖1.2為中國GNSS電離層觀測網(wǎng)臺站分布圖。圖1.2中國GNSS電離層觀測網(wǎng)臺站分布圖Figure1.2StationsofChinaGNSSIonosphericObservationNetworkGPS-LEO掩星探測：GPS-LEO掩星探測是一種垂直分辨率高、穩(wěn)定性好、探測不受天氣影響、可全球覆蓋的大氣電離層探測方法。圖1.3為GPS-LEO天基觀測平臺示意圖，LEO衛(wèi)星上加裝GPS信號接收機(jī)，當(dāng)LEO衛(wèi)星相對于GPS衛(wèi)星從地球臨邊升起或降落時，LEO會接收GPS衛(wèi)星的發(fā)射信號，通過對接收信號反演可獲取電離層的電子密度等大氣參數(shù)[10]。圖1.3GPS-LEO天基觀測平臺示意圖Figure1.3GPS-LEOspace-basedobservationplatform電離層垂直探測：電離層垂直探測儀又稱為電離層測高儀，作為地面探測電離層較為成熟、廣泛應(yīng)用的儀器，電離層測高儀收發(fā)系統(tǒng)置于同一位置，發(fā)射機(jī)垂直向上發(fā)射高頻電磁波，當(dāng)發(fā)射頻率等于電離層的等離子頻率時電磁波反射，在同一地點(diǎn)通過測量回波到達(dá)接收機(jī)的時間獲取頻率與高程的對應(yīng)關(guān)系，即電離

第1章引言3衛(wèi)星信號，極大提高了中國地區(qū)利用衛(wèi)星信標(biāo)觀測研究電離層的能力[9]。圖1.2為中國GNSS電離層觀測網(wǎng)臺站分布圖。圖1.2中國GNSS電離層觀測網(wǎng)臺站分布圖Figure1.2StationsofChinaGNSSIonosphericObservationNetworkGPS-LEO掩星探測：GPS-LEO掩星探測是一種垂直分辨率高、穩(wěn)定性好、探測不受天氣影響、可全球覆蓋的大氣電離層探測方法。圖1.3為GPS-LEO天基觀測平臺示意圖，LEO衛(wèi)星上加裝GPS信號接收機(jī)，當(dāng)LEO衛(wèi)星相對于GPS衛(wèi)星從地球臨邊升起或降落時，LEO會接收GPS衛(wèi)星的發(fā)射信號，通過對接收信號反演可獲取電離層的電子密度等大氣參數(shù)[10]。圖1.3GPS-LEO天基觀測平臺示意圖Figure1.3GPS-LEOspace-basedobservationplatform電離層垂直探測：電離層垂直探測儀又稱為電離層測高儀，作為地面探測電離層較為成熟、廣泛應(yīng)用的儀器，電離層測高儀收發(fā)系統(tǒng)置于同一位置，發(fā)射機(jī)垂直向上發(fā)射高頻電磁波，當(dāng)發(fā)射頻率等于電離層的等離子頻率時電磁波反射，在同一地點(diǎn)通過測量回波到達(dá)接收機(jī)的時間獲取頻率與高程的對應(yīng)關(guān)系，即電離

【參考文獻(xiàn)】：
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[7]基于PIN二極管的大功率、超寬帶、高隔離度微波多擲開關(guān)研究[D]. 陳虹吉.電子科技大學(xué) 2012
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本文編號：3235309