武汉vhf相干散射雷达及初始观测结果

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1、武汉VHF相干散射雷达及初始观测结果　　摘要：武汉VHF雷达坐落于武汉大学（30.5°N，114.4°E），工作频率为48.2MHz，是我国首部用于观测中纬度电离层场向不均匀体实时演变特征的相干散射雷达。首先详细介绍该雷达系统设计，主要包括天线阵系统、功放系统、接收系统、波束控制系统以及数据处理系统；然后利用噪声基底拟合方式去除射频干扰，增强RTI图的可读性和雷达有效回波结构的清晰度。武汉VHF雷达E层不均匀体的观测结果表明，中纬E层准周期回波的发生是风剪切激发K?H不稳定性所致。　　关键词：VHF相干散射雷达；中频数字接收机；场向不均匀体；噪声基底拟合　

2、　中图分类号：TN913.37?34；TN958.92文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）24?0001?05　　WuhanVHFcoherentscatteringradaranditsinitialobservationresults　　ZHANGSiyuan，ZHAOZhengyu，ZHOUChen，NIBinbin，GUXudong　　（SchoolofElectronicInformation，WuhanUniversity，Wuhan430079，China）　　Abstract：WuhanVHF（veryhighfreque

3、ncy）Radaristhefirstcoherentscatteringradarusedtoobservethereal?timeevolutioncharacterofthemidlatitudeionospherefield?aligned12irregularities，whichlocatesinWuhanUniversity（30.5°N，114.4°E）andworksat48.2MHz.Thedesignoftheradarsystemisintroducedindetail，includingitsantennaarraysystem，

4、poweramplifyingsystem，receivingsystem，beamsteeringsystemanddataprocessingsystem.ThebackgroundnoisefittingmethodisusedtoeliminatetheRFinterference，andenhancethereadabilityoftheRTI（rangetimeintensity）figureanddefinitionoftheeffectiveradarechostructure.TheobservationresultsofEregionf

5、ield?alignedirregularitiesoftheWuhanVHFRadarshowthattheoccurrenceofthemidlatitudeEregionquasi?periodicechoiscausedbytheK?Hinstabilityinspiredbythewindshear.　　Keywords：VHFcoherentscatteringradar；digitalIFreceiver；field?alignedirregularity；backgroundnoisefitting　　0引言　　电离层不均匀体是指电离层中出

6、现的不同电离密度的云块状结构，它能改变无线电波的射线轨道和传播时延，引起无线电信号幅度和相位的随机快速起伏，造成地空无线电系统性能下降。因此，研究电离层不均匀体的产生和演变机制具有重要意义。20世纪60年代开始，VHF（VeryHigh12Frequency）相干和非相干散射雷达[1?4]成为电离层不均匀体观测的重要方式。在过去的几十年里，电离层不均匀体的观测研究首先在赤道电集流区和极光电集流区展开，并取得重大进展。中低纬地区电离层不均匀体的研究进展相对比较缓慢，观测设备主要依靠Arecibo非相干散射雷达，日本MU雷达[5?6]，Piura的VHF雷达，

7、Gadanki的MST雷达[7]，新西兰南部VHF雷达，中国台湾中坜VHF雷达[8]。　　国内电离层不均匀体的研究起步较晚。受观测设备限制，国内学者依靠电离层测高仪和闪烁仪对中低纬电离层不均匀体进行观测研究，但小尺度电离层不均匀结构的研究仍处于空白。2008年，我国开始实施子午工程项目建设，对我国境内东经120°子午链和北纬30°纬线的空间环境进行探测和监控。宁百齐、李国主等人利用三亚VHF相干散射雷达的观测结果[9?11]，对电离层不均匀体回波的发生特征和发生率做了详细的分析统计，解释了我国低纬电离层不均匀体的发生和演变机制。　　2015年2月，用于中纬

8、电离层E，F区不均匀体研究的VHF相干散射雷达在武汉大学校内完成建