| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 第一章 绪论 | 第14-25页 |
| 1.1 天波超视距雷达概述 | 第14-20页 |
| 1.1.1 天波超视距雷达的特点 | 第15-17页 |
| 1.1.2 天波超视距雷达的发展历史及研究现状 | 第17-20页 |
| 1.1.2.1 国外的研究与应用 | 第17-19页 |
| 1.1.2.2 国内其它单位的研究与应用 | 第19-20页 |
| 1.2 多功能、小型化天波雷达系统的研究 | 第20-22页 |
| 1.2.1 武汉大学天波超视距雷达研究起源 | 第20-21页 |
| 1.2.2 多通道小型化天波雷达系统的研究 | 第21-22页 |
| 1.3 本文主要研究内容及结构安排 | 第22-25页 |
| 第二章 电离层电波传播及信道特性分析 | 第25-48页 |
| 2.1 电离层基本特性 | 第25-30页 |
| 2.1.1 电离层分层结构 | 第25-26页 |
| 2.1.2 电离层分层结构特点 | 第26-27页 |
| 2.1.3 电离层电子浓度模型 | 第27-30页 |
| 2.2 电离层对天波传播的影响 | 第30-36页 |
| 2.2.1 电离层中的电波传播 | 第30-33页 |
| 2.2.1.1 电波斜向入射 | 第31-32页 |
| 2.2.1.2 电离层对电波的散射作用 | 第32-33页 |
| 2.2.1.3 电离层信道的描述方法 | 第33页 |
| 2.2.2 电离层对雷达回波的影响 | 第33-36页 |
| 2.2.2.1 电离层对雷达回波幅度的影响 | 第33-34页 |
| 2.2.2.2 电离层对雷达回波相位的影响 | 第34页 |
| 2.2.2.3 电离层结构对高频雷达工作的影响 | 第34-35页 |
| 2.2.2.4 电离层不稳定现象及影响 | 第35-36页 |
| 2.3 基于射线追踪的电波传播 | 第36-47页 |
| 2.3.1 解析射线追踪 | 第36-41页 |
| 2.3.2 数字射线追踪 | 第41-47页 |
| 2.4 小结 | 第47-48页 |
| 第三章 天波雷达系统及天波雷达方程 | 第48-62页 |
| 3.1 天波雷达海洋探测机理 | 第48-53页 |
| 3.1.1 电离层后向返回散射传播 | 第49-50页 |
| 3.1.2 海洋回波谱的形成机制 | 第50-53页 |
| 3.1.2.1 一阶散射及其强度 | 第50-51页 |
| 3.1.2.2 二阶散射及其强度 | 第51-53页 |
| 3.2 天波雷达方程 | 第53-57页 |
| 3.2.1 雷达方程各参数分析 | 第54-56页 |
| 3.2.2 有耗地面天波雷达方程 | 第56-57页 |
| 3.3 天波雷达系统介绍 | 第57-61页 |
| 3.3.1 天波雷达系统总体硬件结构 | 第58-60页 |
| 3.3.1.1 操作控制中心 | 第58页 |
| 3.3.1.2 发射子系统 | 第58-59页 |
| 3.3.1.3 接收子系统 | 第59页 |
| 3.3.1.4 频率管理子系统 | 第59-60页 |
| 3.3.2 天波雷达系统信息处理流程 | 第60-61页 |
| 3.4 小结 | 第61-62页 |
| 第四章 天波雷达波形参数设计方法与信号处理 | 第62-81页 |
| 4.1 线性调频信号 | 第62-68页 |
| 4.1.1 LFMCW信号时域波形与频谱分析 | 第62-64页 |
| 4.1.2 LFMCW信号模糊函数及分辨特性 | 第64-68页 |
| 4.2 LFMCW信号体制的回波解调处理 | 第68-73页 |
| 4.2.1 LFMCW回波信号形式 | 第68-69页 |
| 4.2.2 距离/多普勒变换原理及实现方案 | 第69-73页 |
| 4.3 共站模式LFMCW波形参数设计 | 第73-80页 |
| 4.3.1 收发共站时波形设计约束条件 | 第73-75页 |
| 4.3.2 波形设计方法步骤 | 第75-76页 |
| 4.3.3 接收时间窗对回波幅度的影响 | 第76-78页 |
| 4.3.4 多频天波雷达波形设计 | 第78-80页 |
| 4.4 小结 | 第80-81页 |
| 第五章 基于软件无线电的天波雷达数字接收机 | 第81-117页 |
| 5.1 软件无线电基本理论 | 第81-93页 |
| 5.1.1 软件无线电概念的提出 | 第81-82页 |
| 5.1.2 软件无线电的系统结构和技术特点 | 第82-83页 |
| 5.1.3 软件无线电的理论基础 | 第83-93页 |
| 5.1.3.1 Nyquist采样定理与带通采样定理 | 第84-86页 |
| 5.1.3.2 多速率变换原理 | 第86-88页 |
| 5.1.3.3 高效数字滤波器 | 第88-92页 |
| 5.1.3.4 数字正交变换理论 | 第92-93页 |
| 5.2 天波雷达数字接收机设计 | 第93-105页 |
| 5.2.1 接收机硬件平台分系统设计及功能介绍 | 第94-96页 |
| 5.2.1.1 模拟接收机设计 | 第94页 |
| 5.2.1.2 频率合成器设计 | 第94-95页 |
| 5.2.1.3 GPS时钟模块设计 | 第95-96页 |
| 5.2.2 数字接收机与同步控制器硬件设计 | 第96-101页 |
| 5.2.2.1 AD9248射频采样模块 | 第96-97页 |
| 5.2.2.2 USB2.0数据传输接口 | 第97-100页 |
| 5.2.2.3 FPGA数据处理和同步控制模块 | 第100-101页 |
| 5.2.3 基于FPGA的主控单元和信号处理 | 第101-105页 |
| 5.2.3.1 信号处理模块软件实现 | 第101-104页 |
| 5.2.3.2 同步控制器软件实现 | 第104-105页 |
| 5.3 射频直接采样接收机新方案 | 第105-110页 |
| 5.3.1 复调制ZOOM FFT算法原理 | 第107-108页 |
| 5.3.2 改进的ZOOM FFT算法 | 第108-109页 |
| 5.3.3 基于ZOOM FFT算法的频谱监测功能 | 第109-110页 |
| 5.4 天波雷达数字接收机性能测试 | 第110-116页 |
| 5.4.1 同步控制器模块测试 | 第111-112页 |
| 5.4.2 系统闭环测试 | 第112-116页 |
| 5.4.2.1 有延时零多普勒测试 | 第113-114页 |
| 5.4.2.2 有延时有多普勒偏移测试 | 第114-115页 |
| 5.4.2.3 闭环测试现场照片 | 第115-116页 |
| 5.5 小结 | 第116-117页 |
| 第六章 “天波雷达-电离层探测”一体化方法 | 第117-139页 |
| 6.1 电离层探测技术 | 第117-122页 |
| 6.1.1 垂直入射探测 | 第118-119页 |
| 6.1.2 斜向入射探测 | 第119-120页 |
| 6.1.3 斜向返回散射探测 | 第120-122页 |
| 6.2 斜向返回散射电离图的反演 | 第122-133页 |
| 6.2.1 电离层参数反演原理 | 第122-124页 |
| 6.2.2 电离层参数反演算法 | 第124-133页 |
| 6.2.2.1 全局搜索算法 | 第125-126页 |
| 6.2.2.2 模拟退火算法 | 第126-128页 |
| 6.2.2.3 仿真分析 | 第128-133页 |
| 6.3 天波雷达系统同时用于电离层探测方案 | 第133-137页 |
| 6.3.1 天波雷达用于斜向返回探测 | 第133-134页 |
| 6.3.2 天波雷达用于电离层垂测 | 第134-135页 |
| 6.3.3 一体化设计方案 | 第135-137页 |
| 6.4 一体化设计闭环测试结果 | 第137-138页 |
| 6.5 小结 | 第138-139页 |
| 第七章 应用 | 第139-146页 |
| 7.1 典型距离谱处理结果 | 第139-140页 |
| 7.2 单频模式距离-多普勒谱图 | 第140-143页 |
| 7.3 多频模式及电离层探测结果 | 第143-146页 |
| 第八章 总结与展望 | 第146-148页 |
| 8.1 总结 | 第146-147页 |
| 8.2 展望 | 第147-148页 |
| 参考文献 | 第148-158页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及专利 | 第158-159页 |
| 致谢 | 第159页 |