电离层非相干散射雷达非相干散射谱建模方法
专利汇可以提供电离层非相干散射雷达非相干散射谱建模方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 在基于非 相干散射 理论的基本原理上，分别对不考虑碰撞的 等离子体 散射谱，不考虑 磁场 的碰撞等离子体散射谱，不同离子成份百分比下的 非相干散射 功率谱 进行研究分析，提出了一种电离层非相干散射雷达非相干散射谱建模方法，本发明除了能仿真3种基本散射谱外，还能仿真不同编码下的散射谱，以及仿真不同高度散射谱，对雷达 信号 的回波仿真结果进行分析，且经简化 算法 提取的参数与IRI一致。，下面是电离层非相干散射雷达非相干散射谱建模方法专利的具体信息内容。
1.一种电离层非相干散射雷达非相干散射谱建模方法，其特征在于：不考虑磁场下无碰撞等离子体的功率谱密度为：
式中对于第k，w密度分量，kb为波尔茨曼常数，α＝1/kλD，λD为德拜长度，Te，Ti是电子温度和离子温度，me，mi则是电子和离子质量，对于电子，电荷q＝-e，离子电荷q＝Ze，χe和χi是磁化系数ε的分量。
2.根据权利要求1所述的一种电离层非相干散射雷达非相干散射谱建模方法，其特征在于：单一成分下的理想化模型，不考虑等离子体之间的相互碰撞、磁场、电场等因素。在不考虑磁场下有碰撞等离子体的谱密度函数时，其谱密度函数可近似表达为：
其中
式中，ve和vi分别为电子和离子的碰撞频率，ye＝w-iυe/(ka), 为电子的热速度，类似地
其中yi＝w-iυe/(kb), 为离子的热速度。
3.根据权利要求1或2所述的一种电离层非相干散射雷达非相干散射谱建模方法，其特征在于：单一成分下的理想化模型，不考虑等离子体之间的相互碰撞、磁场、电场等因素，以及不考虑磁场下有碰撞等离子体的谱密度函数的情况。对于非单一成份等离子体，在无碰撞，均匀以及非磁化的情况下，谱密度函数表示为：
式中，多成份的磁化系数ε可表示为：
ε＝1+Σjχe,j+Σlχe,l (15)
Aj＝ne,j/Σjne,j, n是电荷密度起伏函数。
速度分布函数fq0表示如下：
对于非相干散射雷达，离子温度为：
式中，B是离子谱线半带宽，λ是发射波长。
其电子温度为：
PtAr表示雷达峰值功率孔径乘积，距离分辨率dR，ne是电子密度，σe是电子雷达截面-28 2
(10 m)，探测距离为R，接收回波功率是Pr。
电离层非相干散射雷达非相干散射谱建模方法
技术领域
背景技术
发明内容
上式， 和 分别为电子和离子沿波矢k方向的一维速度分布函数，Ge和Gi是轴向色散函数的分量，其表达式为：
2
Ge＝α [Rw(xe)-iIw(xe)] (2)
2
Gi＝α [Rw(xi)-iIw(xi)] (3)
其中，xe和xi是复数， 则是德拜长度。
在不考虑磁场下有碰撞等离子体的谱密度函数时，其谱密度函数可近似表达为：
其中
式中，ye＝w-iυe/(ka)，类似地
其中yi＝w-iυe/(kb)，ve和vi分别为电子和离子的碰撞频率。
ε＝1+Σjχe,j+Σlχe,l
(15)
其中
其电子温度为：
PtAr表示雷达峰值功率孔径乘积，距离分辨率dR，ne是电子密度，σe是电子雷达截面(10-28m2)，探测距离为R，接收回波功率是Pr。通过式(17)和(18)，可以由已知量求出电子和离子温度。
附图说明
图3为：不同离子成分百分比下的非相干散射谱；
图4为：不同编码调制下的电离层雷达回波散射谱仿真；
图5为：经过非相干积累、去模糊后的不同高度散射谱对比；
图6为：电离层参数提取。
具体实施方式
求出了功率谱，如图1，探讨电子温度与离子温度比Te/Ti为1，2，3，4的情况下，求散射功率谱。其电子和离子的速度分布函数均为麦克斯韦分布，可以看出来，随着电子与离子温度之比Te/Ti的增加。当Te与Ti的比值增大时，散射谱的谱密度函数的幅值整体变小，并且波峰与波谷将慢慢分离，同时出现了谱的宽度会变大，从图中也可以看出来，在不考虑碰撞时的等离子体，其波峰与波谷的比值与Te/Ti的值基本相等。
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