為減少接收天線占地面積,降低架設(shè)難度,實(shí)現(xiàn)敏捷數(shù)字電離層測高儀的流動組網(wǎng)觀測,設(shè)計(jì)了一種可用于1 MHz～30 MHz電離層回波探測的小型正交有源環(huán)天線,配合敏捷數(shù)字電離層測高儀,組成了具有多種工作模式的電離層高頻回波探測系統(tǒng).測試結(jié)果表明:該正交有源環(huán)天線與傳統(tǒng)的正交折合偶極子天線相比,接收到的頻高圖質(zhì)量基本相當(dāng),均可接收到電離層多次回波并區(qū)分電離層回波的O波與X波.結(jié)果表明:正交有源環(huán)天線在保證探測頻高圖質(zhì)量條件下很好地解決了接收天線小型化問題,具有性價比高、架設(shè)簡單的優(yōu)點(diǎn).為觀測場地受限及需要臨時流動觀測的實(shí)際應(yīng)用場景提供了良好的解決方案,具有廣闊的應(yīng)用前景.

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【部分圖文】：

圖1正交有源環(huán)天線波瓣圖

為驗(yàn)證天線幾何設(shè)計(jì)的合理性,使用天線設(shè)計(jì)仿真軟件4NEC2對所設(shè)計(jì)的環(huán)天線進(jìn)行仿真.仿真幾何設(shè)計(jì)為長1.4m、寬1.2m的矩形,遠(yuǎn)場分析仿真選取的頻點(diǎn)分別為3MHz、15MHz、30MHz,得到環(huán)天線的天線增益波瓣圖見圖1.由圖1可知,該環(huán)天線的主波瓣均為垂直向上,表明....

圖2正交有源環(huán)天線原理框圖

為保證在回波信號較微弱、電小天線增益較小的情況下,正交有源環(huán)天線仍能有效的接收回波信號并傳送至接收機(jī),生成描跡清晰的頻高圖,需對接收到的原始信號進(jìn)行后續(xù)的阻抗匹配及低噪聲放大處理,正交有源環(huán)天線原理框圖見圖2.2正交有源環(huán)天線實(shí)現(xiàn)

圖3正交有源環(huán)天線

正交有源環(huán)天線的室外部分如圖3所示,兩個接收通道的環(huán)天線正交垂直放置接收回波信號,便于分離回波信號的極化信息.兩個接收通道的環(huán)天線均為長1.4m、寬1.2m的矩形,距地高度0.8m.饋點(diǎn)位于兩個矩形環(huán)的底部交叉處,與前置放大器的巴倫相連.作為環(huán)天線的重要組成部分,前置放大器....

圖4前置放大器本底噪聲

低噪聲信號放大電路設(shè)計(jì)需綜合考慮天線工作頻率范圍、接收機(jī)靈敏度、回波信號強(qiáng)度及噪聲強(qiáng)度.由于接收到的回波信號較弱,電路板的本底噪聲對放大電路的性能存在著不容忽視的影響,在選取放大倍數(shù)時,需要對增益與本底噪聲進(jìn)行綜合權(quán)衡.對不同放大器在不同電路增益條件下對應(yīng)的電路本底噪聲進(jìn)行了對比....

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