[发明专利]一种天波超视距雷达电离层信道模型

权利要求书

1.本发明的天波超视距雷达电离层信道模型，其特征在于包括以下技术措施： 

(1)采用文件读写的方法将国际参考电离层模型集成到射线追踪计算中； 

(2)收发射线路径的匹配； 

(3)用来描述信道随机特性的双频、双点、双时相关函数包涵了多普勒、角度和时延三者之间的相互耦合关系。 

2.根据权利要求1所述的天波超视距雷达电离层信道模型，其特征在于射线追踪计算中具有以下技术措施步骤： 

首先，设定电离层参数，将其输入国际参考电离层模型，计算根据雷达系统参数(包括收发天线位置及波束宽度等)估算的雷达收发电磁波可能经过的电离层区域的电子浓度值，将其保存为数据文件； 

其次，将国际地磁参考场模型加以修改，并加入相应导数与偏导数的计算，集成到射线追踪计算中； 

最后，将雷达系统参数(包括发射频率，收发天线位置及波束宽度，观测区域等)以及射线追踪参数(包括方位/俯仰角范围、步长，跳数，最大允许单步误差，碰撞模型及其参数等)输入射线追踪计算程序中，并将存储的电子浓度数据读入，进行射线追踪计算。 

3.根据权利要求1所述的天波超视距雷达电离层信道模型，其特征在于收发射线路径的匹配具有以下技术措施步骤： 

将天波超视距雷达发射波束覆盖区域按接收波束覆盖区域划分成若干方位单元；假设每条射线代表了其附近小空间立体角内的能量，取合适的方位/俯仰角步长进行射线追踪，射线路径在发射波束覆盖区的着地点按顺序连线后形成一系列栅格，发射射线落在该栅格里，即认为该发射射线与栅格对应的接收射线匹配，由于电离层的多层性，往往会出现多模传播的现象，当出现多模传播时，针对每个传播模式内的接收射线分别进行匹配。 

4.根据权利要求1所述的天波超视距雷达电离层信道模型，其特征在于用来描述信道随机特性的双频、双点、双时相关函数为 

式中ω_d表示频率间隔，(x，y)表示空间间隔，t表示时间间隔，z_R表示射线接收点的Z轴坐标，n_s表示薄屏的个数，D′_xi＝D_x，i-1+S_xi， c表示光速，k表示发射电磁波波数，z_i表示第i个薄屏的位置，v_xi，v_yi表示第i个薄屏上介质的运动速度，Δ_i表示第i个薄屏和第i+1个薄屏之间的距离，k_pi表示第i个屏上的介质波数，A_o，A_2x，A_2y为电离层介质中不规则体切向自相关函数二次近似系数，该函数中，时间间隔与多普勒、频率间隔与时延、空间间隔与角度分别构成傅里叶变换对，相关函数是时间间隔、频率间隔、空间间隔三者的非线性函数，傅里叶变换后得到的广义功率谱中多普勒、角度和时延之间是相互耦合的，进而得到的天波超视距雷达模型中也包涵了这种耦合关系。