[发明专利]一种基于多载波信号形式的电离层探测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于多载波信号形式的电离层探测方法及系统，该方法包括如下步骤：（1）在发射端通过构造线性调频多载波信号的基带数据，利用正交上变频技术产生连续扫频的高频模拟射频信号，经功率放大通过天线辐射到空间传播；（2）在接收端通过宽带接收机、高速采样、数字下变频、抽取滤波产生零中频基带数据，对各子带匹配滤波，获取各子带回波数据，或者对各子带联合带宽进行匹配滤波，获取联合带宽下的回波数据。本发明所公开的基于多载波信号形式的电离层探测方法及系统，具有以下优势：提高电离层探测系统的实时性，缩短探测工作周期，以便能在电离层不稳定状态更准确获得最佳使用频率；提高电离层探测带宽，用以提高电离层探测系统的距离分辨率，获取电离层更精细结构，更真实反映电离层结构状态。

主权项

1.一种基于多载波信号形式的电离层探测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在发射端通过构造线性调频多载波信号的基带数据，利用正交上变频技术产生连续扫频的高频模拟射频信号，经功率放大通过天线辐射到空间传播；(2)在接收端通过宽带接收机、高速采样、数字下变频、抽取滤波产生零中频基带数据，对各子带匹配滤波，获取各子带回波数据，或者对各子带联合带宽进行匹配滤波，获取联合带宽下的回波数据；其中，多载波信号通用表达式可表示为：式中，M为载波个数，c_m为频率编码，u_m(t)为子载波信号包络，f_m为载频频率，满足f_m＝f₀+{c_m}Δf，Δf为子载波间隔，f₀为载频频率，由于同时发射，采用顺序编码即可，即f_m＝f₀+mΔf，若调制信号是线性调频信号，这样的多载波信号称之为频分多载波线性调频信号，表示为：式中，T为发射脉冲宽度，f₀为载频频率，μ＝B/T为子带线性调频系数，B为信号带宽，多载波带宽B_syn＝B+(M‑1)Δf；对频分多载波线性调频信号而言，要满足正交条件，即表明，各子带可以独立分离，由于不同频率经过电离层的折射和反射，各子带的传输路径有差异，故接收端接收到的信号为此信号各子带信号延时后的和信号，即为：式中，α_i为各子带衰减幅度因子，τ_i为各子带信号从发射接收的单程或双程延迟，用s_m(t)，m＝1，2…M，分别与y(t)进行匹配滤波来恢复每一个发射信号分量，得到：式中，c_m代表了信号的自相关输出，求和项代表了所有可能的互相关输出。