检索结果-内蒙古大学图书馆

电波科学学报 2023年第4期38卷 665-672页

作者：吴佳静张金鹏张玉石魏志强中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 中国海洋大学青岛266100

水平非均匀蒸发波导是一种异常的大气结构,在海上出现的概率高,对海上低空雷达具有较强的电磁捕获能力.然而,海上低空蒸发波导修正折射率剖面反演过程中由于水平方向剖面参数的非均匀变化,导致在实际的海洋环境中产生较大的反演复杂度... 详细信息

水平非均匀蒸发波导是一种异常的大气结构,在海上出现的概率高,对海上低空雷达具有较强的电磁捕获能力.然而,海上低空蒸发波导修正折射率剖面反演过程中由于水平方向剖面参数的非均匀变化,导致在实际的海洋环境中产生较大的反演复杂度和误差.为解决上述问题,首先提出了一维残差扩张因果卷积自编码器(one-dimensional residual dilated causal convolutional autoencoder,1D-RDCAE)网络实现低自由度的非均匀蒸发波导剖面建模,其次提出了多尺度卷积残差网络(multi-scale convolutional attention residual network,MSCA-ResNet)框架来实现水平非均匀蒸发波导剖面反演.为验证建模模型的有效性,在模拟海杂波功率数据集上验证降维模型的有效性,实验结果表明,基于1D-RDCAE比基于主分量分析法、堆栈自动编码器和一维卷积自动编码器降维重构后更接近原始数据,并且在模型训练过程中收敛速度更快.为了验证反演模型的有效性,在模拟的海杂波和实测海杂波数据上进行了测试,结果表明基于仿真海杂波和实测海杂波数据分别可实现蒸发波导高度反演准确率为96.98%和91.25%,优于目前典型的反演方法.本文提出的基于深度学习的水平非均匀蒸发波导反演方法具有模型反演效率高、模型复杂度低、反演误差小的特点,为海上反常传播环境实时高精度认知提供了新技术.

关键词：海杂波蒸发波导水平非均匀深度学习反演主分量分析(PCA)法一维残差扩张因果卷积自编码器多尺度卷积残差网络

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一种光波大气折射率剖面模型构建方法

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电波科学学报 2024年第1期39卷 128-133页

作者：陈祥明林乐科李若瑜赵振维王晓宾中国电波传播研究所青岛266107 电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 云南昆明电磁波环境国家野外科学观测研究站曲靖655500

根据经典光波折射率计算公式和ITU-R建议书中水汽密度经验公式,给出了一种新的光波大气折射率计算公式;借鉴Hopfield折射率静力项剖面模型和ITU-R建议书中水汽密度剖面模型,给出了一种基于历史气象探空数据构建光波大气折射率剖面模型... 详细信息

根据经典光波折射率计算公式和ITU-R建议书中水汽密度经验公式,给出了一种新的光波大气折射率计算公式;借鉴Hopfield折射率静力项剖面模型和ITU-R建议书中水汽密度剖面模型,给出了一种基于历史气象探空数据构建光波大气折射率剖面模型的方法。以青岛地区为例,通过对1986—1995年历史气象探空数据的处理并结合参考标准大气,建立了适合当地的光波大气折射率剖面模型;统计剖面模型预测折射率剖面与实测折射率剖面的均方根误差,结果表明:构建的剖面模型具有较好的预测精度,这对光学外测设备的折光修正数据处理具有很好的参考价值。

关键词：光波大气折射率大气静力学方程 Hopfield模型折光修正参考标准大气

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不同地物散射特性对比与多地物散射特性估算

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电波科学学报 2024年第2期39卷 332-338页

作者：赵鹏张玉石吴振森张金鹏朱东中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 西安电子科技大学物理学院西安717071

地物环境特性差异是不同地物之间散射特性差异的主要因素,本文针对不同地物散射特性差异影响因素难以量化的难题,利用车载微波散射计和环境参数测试系统开展以玉米、大豆、胡萝卜及裸地等多种不同地物为对象的散射特性对比试验,研究了... 详细信息

地物环境特性差异是不同地物之间散射特性差异的主要因素,本文针对不同地物散射特性差异影响因素难以量化的难题,利用车载微波散射计和环境参数测试系统开展以玉米、大豆、胡萝卜及裸地等多种不同地物为对象的散射特性对比试验,研究了不同地物之间的散射特性差异,以及其生长状态的改变对散射特性的影响,并建立了一种关联环境参数的地物散射模型;利用单类型多地物散射系数估算了大区域复合地物散射系数,与实测数据对比误差小于4 dB,说明了推算方法的有效性,也为复杂场景地杂波预测研究提供了支撑。

关键词：车载散射计地物散射杂波特性散射模型

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复杂时空场景下的海杂波幅度分布一体化预测方法

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电波科学学报 2024年第6期39卷 1146-1153页

作者：华志恒张金鹏殷波王艺卫张玉石中国海洋大学计算机科学与技术学院青岛266100 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107

海杂波特性受不同时空下的海洋气象环境的影响而发生变化,体现出显著的时空非均匀性,严重影响雷达系统在不同海域的探测能力。本文针对海杂波幅度分布特性的描述须同时依赖分布类型和分布参数的特点,基于深度学习技术,提出了基于多任务... 详细信息

海杂波特性受不同时空下的海洋气象环境的影响而发生变化,体现出显著的时空非均匀性,严重影响雷达系统在不同海域的探测能力。本文针对海杂波幅度分布特性的描述须同时依赖分布类型和分布参数的特点,基于深度学习技术,提出了基于多任务并行学习的海杂波幅度分布一体化预测方法,引入抑制负值的损失函数改善分布参数预测的负值输出问题,实现海杂波幅度分布类型及分布参数并行化预测。南海实测S波段海杂波数据集和相同时空的海洋气象要素数据集的训练测试结果表明,本文方法可以基于时空场景变化的海洋气象环境参数,完成海杂波幅度分布类型及参数的并行预测,实现大尺度海域时空场景下的海杂波幅度分布特性预测。

关键词：海杂波幅度分布海洋气象要素复杂时空场景深度学习一体化预测

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空间等离子体云精细化仿真及传播特性研究

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电波科学学报 2024年第1期39卷 56-64页

作者：谢守志赵海生许正文任光亮王成葛淑灿西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 中国空间技术研究院钱学森实验室北京100094

在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流... 详细信息

在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流量、运载器飞行速度等参量对Sm在电离层中扩散过程的影响。同时,采用射线追踪方法,研究了空间等离子体云的电波传播特性。结果表明释放参数和环境参数对等离子体云的形态和演化过程具有重要影响,等离子云在不同剖面形态各异,沿地磁场方向及风场方向出现明显拉伸,进一步对等离子体云的传播效应产生影响,导致电波在等离子体云不同剖面传播特性出现差异。

关键词：电离层化学物质释放钐空间等离子体云电波传播

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弱电离尘埃等离子体环境下天线辐射特性研究

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电波科学学报 2023年第6期38卷 1057-1063页

作者：毛鹏荣郜参观徐彬石雁祥伊犁师范大学电子与工程学院伊宁835000 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107

研究了弱电离尘埃等离子体环境下天线的辐射特性.通过仿真实验得到了半波偶极子天线与双频微带天线的回波损耗、EH面增益方向图、三维辐射方向图.结果表明,在弱电离尘埃等离子体环境下,两款天线的谐振频率会产生偏移,其偏移量与环境温... 详细信息

研究了弱电离尘埃等离子体环境下天线的辐射特性.通过仿真实验得到了半波偶极子天线与双频微带天线的回波损耗、EH面增益方向图、三维辐射方向图.结果表明,在弱电离尘埃等离子体环境下,两款天线的谐振频率会产生偏移,其偏移量与环境温度有关,且带宽也会相应地发生变化.因此,在建立通信系统时,除了要考虑尘埃等离子体的电波衰减影响,天线的回波损耗及谐振点的变化也是需要考虑的因素.

关键词：尘埃等离子体介电常数谐振频率回波损耗

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两种数据在海洋大气折射环境中的应用评估

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电波科学学报 2023年第3期38卷 491-501页

作者：成印河彭上博赵彬彬张玉生郭相明高超江苏海洋大学海洋技术与测绘学院连云港222005 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107

海上大气折射率是影响电波传播的重要因子,是构建电波环境数据库的重要元素.而再分析数据是其重要的数据源,因此本文利用典型海域的GPS探空数据从两个方面开展了欧洲中期天气预报中心ERA-I(ERA-interim)和美国国家环境预报中心FNL(FiNal... 详细信息

海上大气折射率是影响电波传播的重要因子,是构建电波环境数据库的重要元素.而再分析数据是其重要的数据源,因此本文利用典型海域的GPS探空数据从两个方面开展了欧洲中期天气预报中心ERA-I(ERA-interim)和美国国家环境预报中心FNL(FiNal)再分析数据在大气折射环境的应用评估,包括直接应用和作为初始场开展数值模拟.结果表明:在靠近大洋的“开阔”海域,FNL再分析数据对大气折射率环境的适应性更好,其中在北极、南极海域,FNL数据计算的修正大气折射率的均方根误差(rootmeansquareerror,RMSE)分别为4.7和2.8 M单位;而在相对封闭的海域,ERA-I再分析数据刻画的大气折射更准确.大气波导识别方面,ERA-I再分析数据能识别大部分波导,而FNL再分析数据只能识别小部分波导尤其是海上波导,在波导高发的中东地区,二者正确率分别为58.1%和45.4%.在数值模拟中,两种不同数据初始场对模拟大气折射率的影响不大,各站点计算修正大气折射率的RMSE均小于1M单位.研究结果可对不同海域大气折射环境应用提供指导.

关键词： ERA-I FNL 大气折射率 WRF模式大气波导

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星载SAR电离层探测及误差补偿

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中国空间科学技术 2022年第3期42卷 114-123页

作者：王成赵海生刘波陈亮肖鹏刘露刘敏眭晓虹郭午龙中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100094 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107

工作于低频波段的星载合成孔径雷达(SAR)信号会受到电离层的显著影响,因此在系统设计时必须考虑相应的补偿方法。基于此,首先开展了适用于低频大宽带SAR模式的电离层影响评估研究,建立了基于勒让德展开的五阶误差分析模型,可有效解决传... 详细信息

工作于低频波段的星载合成孔径雷达(SAR)信号会受到电离层的显著影响,因此在系统设计时必须考虑相应的补偿方法。基于此,首先开展了适用于低频大宽带SAR模式的电离层影响评估研究,建立了基于勒让德展开的五阶误差分析模型,可有效解决传统模型各阶次耦合问题。其次,针对背景电离层色散问题,开展了基于双频自聚焦算法的补偿研究,利用ALOS PALSAR数据进行了半物理仿真验证,电离层反演精度优于0.4TECU,可有效提升图像聚焦质量;针对法拉第旋转角误差,利用ALOS PALSAR回波散射矩阵信息开展了补偿研究,结果显示,相比官网提供的补偿参数,误差可进一步降低27%。上述基于回波数据本身的补偿研究,可避免第三方数据精度差、分辨率低、需地面接收机、传播路径不一致等问题,同时降低了载荷成本。最后,结合SAR高分辨率特性,基于回波的电离层反演可有效提高现有电离层探测能力,开展了PALSAR-垂测仪联合反演电子密度研究,其结果比仅垂测仪数据精度普遍提高了30%以上。研究成果可为未来低频星载SAR的系统设计提供技术支撑。

关键词：合成孔径雷达电离层色散闪烁法拉第旋转角误差补偿

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一种低阻地层孔间电磁波CT正反演方法

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电波科学学报 2023年第4期38卷 657-664,685页

作者：姬勇力李智强宋加加刘剑王华雄中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430061

城市地下空间开发与轨道交通的快速发展对低阻地层岩溶发育区、断裂带的孔间电磁波CT探测需求越来越大.由于低阻地层对电磁波吸收大,为保证探测距离,必须降低频率.而现有的孔间电磁波CT正反演方法基于高频射线理论对幅度测量信息进行计... 详细信息

城市地下空间开发与轨道交通的快速发展对低阻地层岩溶发育区、断裂带的孔间电磁波CT探测需求越来越大.由于低阻地层对电磁波吸收大,为保证探测距离,必须降低频率.而现有的孔间电磁波CT正反演方法基于高频射线理论对幅度测量信息进行计算,用于低阻地层的低频电磁波CT正反演计算误差会增大,影响反演分辨率.为此,提出了适用于低阻地层条件低频电磁波CT的幅度相位联合正反演方法.推导了二维分层介质中一维Sommerfeld积分形式的张量格林函数,将其应用于低频频段散射场正演计算,计算地表面波效应的影响,提取了地表面波影响的包络特征;利用基于Laplace算子约束的迭代反演方法提高了低频信号反演分辨率.将所提方法应用于杭州三江汇地区70 m距离与武汉龙泉山某地铁线岩溶发育区27 m距离反演,杭州反演结果与地层分层相符,在龙泉山成功探测到高度为1.1 m的溶洞,验证了该方法的正确性.

关键词：电磁波CT 低阻地层相位 Sommerfeld积分 Laplace算子

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发展我国自主电波事业的若干建议

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中国科学基金 2022年第6期36卷 963-971页

作者：许正文薛昆赵海生吴健中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107

本文从国内外进展、政策与形势、问题与挑战等不同层面,分析了国家重大信息基础设施和应用系统对电波环境与电波传播的发展需求,分析阐述了电磁波领域发展面临的基础科学问题和关键技术,进一步探讨提出了“自主电波”的概念和内涵,包含... 详细信息

本文从国内外进展、政策与形势、问题与挑战等不同层面,分析了国家重大信息基础设施和应用系统对电波环境与电波传播的发展需求,分析阐述了电磁波领域发展面临的基础科学问题和关键技术,进一步探讨提出了“自主电波”的概念和内涵,包含三个层次,即:电波环境数字化,传播行为透明化,应用服务自主化。最后,提出了发展思路和建议,以期促进电波领域在新时代的跨越发展。

关键词：前沿信息技术电磁波电波传播电波环境电磁频谱

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