李汛江，蘇凡凡，趙正予

(1. 武漢數(shù)字工程研究所，湖北 武漢，430074；2. 武漢大學(xué) 電子信息學(xué)院，湖北 武漢，430079)

常用的電離層底測(cè)方法有垂直探測(cè)、斜向探測(cè)、斜向返回散射探測(cè)及直接散射探測(cè)等。這些探測(cè)技術(shù)可探測(cè)電離層的狀態(tài)信息[1-3]，還可能獲取廣大范圍內(nèi)的海洋狀態(tài)信息和高頻無(wú)線信道參數(shù)[4-5]，以提高對(duì)電離層狀態(tài)、物理過(guò)程以及電離層電波傳播規(guī)律的基本認(rèn)識(shí)，揭示電離層動(dòng)力學(xué)及形態(tài)學(xué)的地域特征和電離層信道特性，還可用于描述和預(yù)報(bào)電離層狀態(tài)，并可為電離層電波傳播鏈路提供信道狀態(tài)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，提高短波通信的可靠性和準(zhǔn)確性，用于超視距目標(biāo)定位等。美國(guó) Lowell大學(xué)大氣研究中心研制的數(shù)字電離層測(cè)高儀DPS-4D是現(xiàn)在較先進(jìn)的電離層探測(cè)設(shè)備之一[1]，主要工作模式為垂測(cè)探測(cè)，它采用脈內(nèi)相位編碼的數(shù)字脈沖壓縮等技術(shù)，在世界各地設(shè)有大量垂測(cè)站點(diǎn)。澳大利亞的JINDALEE雷達(dá)通過(guò)斜向探測(cè)和斜向返回探測(cè)獲取高頻信道的信道特征信息[6]，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)頻率管理的指導(dǎo)。武漢大學(xué)電離層實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)了具有垂測(cè)、斜測(cè)和斜向返回探測(cè)功能的 WISS雷達(dá)組[7-9]，可用于電離層診斷和短波信道鏈路狀態(tài)分析等。工作在短波段的電離層探測(cè)儀容易遭受到其他高頻用戶和無(wú)線電噪聲的干擾，這增加了各種探測(cè)模式下電離層回波的檢測(cè)難度。斜向返回回波經(jīng)過(guò)電離層反射和地面后向散射后，會(huì)遭受到很大的衰減和損耗，其信噪比的典型值一般其他探測(cè)模式的更小。雷達(dá)的小型化和便攜化需求對(duì)信號(hào)處理的積累增益也提出了更高的要求。本文作者設(shè)計(jì)一組電離層探測(cè)儀回波預(yù)處理能量積累算法。首先以脈間相位編碼為例分析了脈沖壓縮算法；然后，基于多次探測(cè)的相位連續(xù)性，使用了多普勒積累算法；最后，基于電離層回波的散布特性開發(fā)了時(shí)延多普勒域的二維積累算法，用各種積累算法處理實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)后信噪比的變化。

1 能量積累算法

1.1 算法運(yùn)行平臺(tái)

因電離層探測(cè)儀的便攜化需求而研發(fā)的預(yù)處理能量積累算法主要在武漢大學(xué)電離層實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的WISS雷達(dá)組的信號(hào)處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。WISS雷達(dá)組由具有垂測(cè)探測(cè)、斜向探測(cè)和斜向返回探測(cè)功能的多部雷達(dá)組成，部署在湖北武漢、廣西欽州等地區(qū)。這些雷達(dá)均采用了數(shù)字頻率合成(DDS)和數(shù)字下變頻(DDC)等先進(jìn)技術(shù)，由控制系統(tǒng)的軟件控制偽隨機(jī)碼序列產(chǎn)生、信號(hào)發(fā)射和回波接收和處理等工作流程，易于實(shí)現(xiàn)探測(cè)模式和波形的調(diào)整，可以根據(jù)實(shí)時(shí)電磁環(huán)境狀況調(diào)整探測(cè)參數(shù)，優(yōu)化目標(biāo)檢測(cè)性能，診斷電離層狀態(tài)和短波信道特征。

雷達(dá)組中各部雷達(dá)均采用FPGA產(chǎn)生偽隨機(jī)碼序列并控制DDS生成發(fā)射波形，經(jīng)放大濾波后發(fā)射。接收到的回波在解調(diào)后進(jìn)行A/D采樣，再輸送到 DDC抽取濾波，輸出回波的同相分量I和正交分量Q，信號(hào)的幅度信息和相位信息即可獲取，然后，輸入到信號(hào)處理系統(tǒng)中提取目標(biāo)特征。

高頻電波在傳播過(guò)程中會(huì)遭受自由空間傳播損耗和電離層吸收損耗，在接收端也存在額外系統(tǒng)損耗等，多徑效應(yīng)和多普勒效應(yīng)會(huì)引起回波能量散布，斜返回波還會(huì)遭受地面后向散射損耗。短波段的干擾和噪聲源很豐富，而雷達(dá)組采用了低功率發(fā)射機(jī)，多種原因?qū)е禄夭}沖一般會(huì)淹沒在噪聲背景中，需要預(yù)處理才能顯現(xiàn)。通常先將接收到的回波序列進(jìn)行積累預(yù)處理，然后對(duì)積累結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)判決，獲取回波信號(hào)位置和其他信息。雖然信號(hào)和噪聲均會(huì)累積，但若信號(hào)功率與噪聲功率之比大于積累前的信噪比，則可以提高信號(hào)的檢測(cè)概率。

1.2 脈沖壓縮積累算法

脈沖壓縮可通過(guò)發(fā)射寬編碼脈沖并處理接收回波獲得窄脈沖實(shí)現(xiàn)。使用了脈沖壓縮技術(shù)的雷達(dá)既保持了寬脈沖雷達(dá)的強(qiáng)檢測(cè)能力，也獲得了窄脈沖的高距離分辨率。WISS雷達(dá)組采用的脈間偽隨機(jī)碼調(diào)相是脈沖壓縮的實(shí)現(xiàn)方式之一。脈間調(diào)相體制與常用的脈內(nèi)調(diào)相體制的主要區(qū)別在于：脈間體制在同一次探測(cè)過(guò)程中，接收和發(fā)射可同時(shí)進(jìn)行，由特別研發(fā)的開關(guān)電路保護(hù)接收機(jī)；而脈內(nèi)體制在同一次探測(cè)過(guò)程中，前一段時(shí)間用于發(fā)射，后一段時(shí)間用于接收，實(shí)行分時(shí)保護(hù)接收機(jī)。探測(cè)體制的差異導(dǎo)致了盲區(qū)在回波域中的分布方式不同，脈內(nèi)調(diào)相體制的盲區(qū)主要分布在回波的前一部分群時(shí)延路徑上，盲區(qū)的覆蓋區(qū)域由脈沖重復(fù)頻率確定，而脈間調(diào)相體制的盲區(qū)均勻分布在整個(gè)回波域中，盲區(qū)的寬度由子脈沖重復(fù)頻率確定。若需要通過(guò)增加脈沖壓縮比來(lái)增加積累增益，提高回波信噪比，則需要增加偽隨機(jī)碼的碼長(zhǎng)，同時(shí)會(huì)增大脈沖重復(fù)周期。由于脈間調(diào)相體制的盲區(qū)是均勻分布在整個(gè)回波域中的，增加脈沖壓縮比不會(huì)影響盲區(qū)的大小。而脈內(nèi)調(diào)相體制盲區(qū)的大小與脈沖重復(fù)周期成正比，其脈沖壓縮比的增大受到探測(cè)盲區(qū)的限制。因此，WISS雷達(dá)組采用了脈間調(diào)相的脈沖壓縮方式，可使用更長(zhǎng)的碼長(zhǎng)和更高的脈沖壓縮比實(shí)現(xiàn)單基地小功率遠(yuǎn)距離探測(cè)。

脈間調(diào)相體制和脈內(nèi)調(diào)相體制的實(shí)現(xiàn)方式也有差異，脈內(nèi)調(diào)相體制的實(shí)現(xiàn)方式可以參考相關(guān)手冊(cè)[10]。脈間調(diào)相體制的數(shù)據(jù)處理流程如圖1所示，圖中虛線框中所示的模塊的功能為按子脈沖重復(fù)周期提取回波，這是脈間調(diào)相體制與脈內(nèi)調(diào)相體制實(shí)現(xiàn)方式的不同之處。

圖1 脈間調(diào)相體制的數(shù)據(jù)處理流程圖Fig.1 Data process flowchart for intra-pulse phase coded radar

假設(shè)p(k)(k=1，…，M，M為碼長(zhǎng))為本地偽隨機(jī)序列，接收信號(hào)s1(k)由回波信號(hào)序列s(k)和噪聲序列n(k)組成，即s1(k)=s(k)+n(k)。脈沖壓縮的累積過(guò)程可以表示為：

脈沖壓縮積累的輸出由2部分組成：一部分是本地偽隨機(jī)序列和回波序列的相關(guān)運(yùn)算。由于本地偽隨機(jī)序列和回波序列是相位相參的，根據(jù)圖1的實(shí)現(xiàn)過(guò)程及偽隨機(jī)序列的特性可知[11]，相關(guān)運(yùn)算后回波信號(hào)的幅度會(huì)增加M倍。另一部分是本地偽隨機(jī)序列和噪聲的相關(guān)運(yùn)算，噪聲與本地序列是非相位相參的，在本地偽隨機(jī)序列的加權(quán)累加下，其幅度增加倍。因此，在理想條件下，信號(hào)與噪聲的幅度比將增加倍。多次探測(cè)的回波信號(hào)經(jīng)過(guò)脈沖壓縮積累后成為雙時(shí)響應(yīng)數(shù) 據(jù)[11]，是回波信號(hào)在群時(shí)延-時(shí)間域的表現(xiàn)。

1.3 多普勒積累

電離層探測(cè)雷達(dá)回波的散射體為電離層不均勻體，不均勻體的運(yùn)動(dòng)使回波相位畸變，導(dǎo)致回波信號(hào)相對(duì)于發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生多普勒頻移。采用相位編碼體制時(shí)，回波相位的畸變會(huì)影響解調(diào)后的回波序列，使回波序列與本地偽隨機(jī)序列的相關(guān)峰削弱，并抬高旁瓣。但是，電離層的運(yùn)動(dòng)特征可從多普勒信息中推導(dǎo)獲取，高頻信道的時(shí)間色散特性也可由多普勒信息確定。因此，需要既能保存多普勒信息，也能實(shí)現(xiàn)積累效果的算法。本文提出的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為對(duì)該頻點(diǎn)探測(cè)多次，然后，對(duì)同一群時(shí)延距離上的多次探測(cè)回波實(shí)現(xiàn)多普勒積累，在多普勒域中回波能量會(huì)集中到多普勒頻移附近區(qū)域，而噪聲能量依然分散在整個(gè)多普勒域中，信噪比得以提高。

脈沖壓縮積累后的回波表達(dá)式為 y1(τ)，τ表示回波時(shí)延。多次探測(cè)的結(jié)果可以記為 y1(τ，n)，其中，n=1，2，3，…，N，其意義是實(shí)現(xiàn)了連續(xù)N次探測(cè)。用信號(hào)與噪聲之和的形式描述y1(τ，n)，可得：

其中：s2(τ)表示回波的幅度；fd表示信號(hào)的多普勒頻移；表示探測(cè)時(shí)間；f表示脈沖重復(fù)頻率；N(τ，n)表示脈沖壓縮積累后的噪聲。對(duì) y1(τ，n)實(shí)現(xiàn)多普勒積累的過(guò)程為：多次探測(cè)的回波乘以全頻段的單位幅度的復(fù)正弦波，然后對(duì)處理結(jié)果累積相加。這個(gè)過(guò)程的數(shù)學(xué)表述為：

由于電離層信道可以在短時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，可以認(rèn)為信號(hào)s2(τ)在N次探測(cè)的過(guò)程中保持不變。將式(2)中的y1(τ，n)代入式(3)可以得到：

由式(4)可知，多普勒積累的結(jié)果是將多次探測(cè)的信號(hào)的能量集中到了頻移為fd的多普勒域上，而多次探測(cè)的噪聲能量依然分布在整個(gè)多普勒域中。理論上，積累使回波能量增強(qiáng)了20lg(N)。回波信號(hào)經(jīng)過(guò)多普勒補(bǔ)償積累后獲取的結(jié)果為散射函數(shù)數(shù)據(jù)[11]，是回波信號(hào)在群時(shí)延-多普勒域的表現(xiàn)。多普勒補(bǔ)償積累不僅能提高回波信噪比，還能保留多普勒信息，用于推演電離層運(yùn)動(dòng)特征和高頻信道的時(shí)間散布特性。

1.4 群時(shí)延-多普勒域二維積累算法

由于電離層回波由位于不同距離和具有不同運(yùn)動(dòng)速度的不均勻體反射，探測(cè)雷達(dá)接收到的回波在群時(shí)延距離和多普勒域上均有散布。多普勒補(bǔ)償積累后，信號(hào)能量并非積累到一點(diǎn)，而是連續(xù)分布在群時(shí)延-多普勒域的一片區(qū)域中，即具有區(qū)域連續(xù)散布特性。由于脈間調(diào)相體制會(huì)將探測(cè)盲區(qū)均勻分散到整個(gè)回波域內(nèi)，回波在群時(shí)延-多普勒域中的表現(xiàn)形式為：回波散布在群時(shí)延-多普勒域的一片區(qū)域中，此區(qū)域中會(huì)出現(xiàn)間隔的回波盲區(qū)。這些回波盲區(qū)可借助群時(shí)延-多普勒域二維積累算法基于電離層回波的區(qū)域連續(xù)散布特性補(bǔ)償。對(duì)于非脈間調(diào)相體制，短波信道的衰落特性會(huì)導(dǎo)致回波區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)幅度起伏，其中，弱回波區(qū)可使用此算法實(shí)現(xiàn)能量增強(qiáng)。

群時(shí)延-多普勒域二維積累算法使用二維加權(quán)函數(shù)處理回波域。此算法是從數(shù)字圖像處理技術(shù)[]的膨脹算法中衍生的[12]。這種積累技術(shù)的數(shù)學(xué)表述如下：

其中：f1(τ，f)為二維加權(quán)函數(shù)； Df1為 f1(τ，f)的定義域。

算法的處理過(guò)程為：將二維加權(quán)函數(shù)f1(τ，f)在整個(gè)群時(shí)延-多普勒域中平移；然后，在每個(gè)平移位置使加權(quán)函數(shù)與當(dāng)前定義域內(nèi)的回波值相加，取出其中的最大值，作為二維積累后的結(jié)果，記為y3(τ，f)。在回波去噪后使用此算法處理，位于回波之間的無(wú)信號(hào)區(qū)在周圍信號(hào)的加權(quán)下會(huì)填入信號(hào)。這種積累算法不僅可彌補(bǔ)回波區(qū)域中的隨機(jī)幅度衰落，還可填補(bǔ)脈間調(diào)相體制的固有盲區(qū)，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

電離層回波經(jīng)多種積累算法處理后，回波信噪比將得到很大的提高，有利于回波的自動(dòng)檢測(cè)。通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)獲取回波位置信息之后，就能實(shí)現(xiàn)多普勒信息的自動(dòng)提取，并實(shí)時(shí)獲取電離層運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及高頻信道時(shí)間色散特性[13-15]。

2 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理

WISS雷達(dá)組中的各部雷達(dá)均可以獲取回波的幅度和相位信息，可作為上述積累算法的驗(yàn)證平臺(tái)。圖2所示為對(duì)WISS雷達(dá)組的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)使用脈沖壓縮積累算法處理的效果，回波數(shù)據(jù)在 2010-09-06日上午湖北武漢城區(qū)獲取，實(shí)驗(yàn)中采用8階m序列調(diào)相波形，78 μs的子脈沖寬度，并以100 W的峰值功率發(fā)射64組脈沖串，工作頻率為6.2 MHz。圖2(a)所示為從接收機(jī)直接獲取的脈沖波形，信號(hào)與噪聲能量接近，無(wú)法確定是否出現(xiàn)電離層回波。圖2(b)所示為脈沖壓縮積累后的回波數(shù)據(jù)，在400 km左右出現(xiàn)明顯的回波峰，充分展示出脈沖壓縮積累的效果，綜合其他頻點(diǎn)的回波可判定為F層垂測(cè)回波。這表明脈沖壓縮積累不僅能提高回波信噪比，也是提取回波群時(shí)延距離信息的有用方式，為電離圖的判讀提供基礎(chǔ)信息。圖2(c)所示為脈沖多普勒積累后的回波數(shù)據(jù)，信噪比與子圖(b)的相比有所增強(qiáng)。

圖2 信噪比隨群時(shí)延距離的變化Fig.2 Change of SNR with group path

圖3 所示為多普勒積累算法處理的效果，回波數(shù)據(jù)在同一時(shí)間同一地點(diǎn)獲取，采用的波形體制與也圖2的相同，工作頻率為11 MHz。武漢城區(qū)的電磁環(huán)境較差，獲取的電離圖中不僅干擾多，底噪也很高。由圖 3(a)無(wú)法判讀是否有回波信號(hào)存在。圖3(b)中信號(hào)與噪聲混雜，脈沖壓縮積累后仍然無(wú)法判斷是否有回波出現(xiàn)。圖 3(c)充分展示了多普勒積累的效果，可以在1.2×106m左右看到圖3(b)中無(wú)法識(shí)別的回波峰，綜合其他頻點(diǎn)信息判定為斜返回波，充分展示了多種積累算法的聯(lián)合應(yīng)用在低功率探測(cè)儀中的必要性。這種多普勒積累方法還可獲取回波的多普勒信息，圖 2中回波信號(hào)的多普勒頻移為0.48 Hz，當(dāng)時(shí)的電離層漂移速度為23.2 m/s。在圖3中回波信號(hào)的多普勒頻移為-0.72 Hz，經(jīng)過(guò)其他算法處理后可以為短波信道特征診斷提供依據(jù)。

圖4所示為2007-12-25T15:44在海南萬(wàn)寧郊區(qū)探測(cè)的定頻斜向返回的回波數(shù)據(jù)。探測(cè)儀工作頻率為11.3 MHz。圖4(a)所示為雙時(shí)響應(yīng)圖，是經(jīng)過(guò)脈沖壓縮積累算法處理后的回波信噪比隨探測(cè)時(shí)間和群時(shí)延距離變化的二維圖，從圖中的灰度條可知信噪比很低；回波間也存在功率與噪聲基底功率相近的盲區(qū)。圖4(b)所示為多普勒積累算法處理后的散射函數(shù)圖，通過(guò)與圖 4(a)的灰度條對(duì)比可見，信噪比有了很大的提高，但盲區(qū)依然存在，并將本應(yīng)連續(xù)的回波區(qū)域切成多塊區(qū)域。處理后的回波數(shù)據(jù)已變換到群時(shí)延-多普勒域中，可使用群時(shí)延-多普勒域二維積累算法。由算法原理可知，回波最大信噪比不會(huì)改變，但弱回波會(huì)增強(qiáng)。圖 4(c)所示為群時(shí)延-多普勒域二維積累后的效果，弱回波能量更強(qiáng)，盲區(qū)也基本消失，更完整的回波區(qū)域覆蓋圖顯現(xiàn)在散射函數(shù)圖中。

圖3 信噪比隨群時(shí)延距離的變化Fig.3 Change of SNR with group path

圖4 信噪比隨群時(shí)延距離和時(shí)間/多普勒的二維變化圖Fig.4 Change of SNR with group path and time/Doppler

WISS雷達(dá)組在2007-12-24T08:53在海南萬(wàn)寧郊區(qū)獲取了一組斜向返回掃頻回波數(shù)據(jù)，如圖5所示。探測(cè)波形為 9階 m序列脈間調(diào)相波形，掃頻范圍為6～11 MHz，掃頻步進(jìn)為0.1 MHz，探測(cè)次數(shù)為16次。將各個(gè)頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)按脈沖重復(fù)周期進(jìn)行幅度積累處理，為非相干積累[16]，信噪比增益較低。圖5(a)所示為對(duì)各個(gè)頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)多普勒積累獲取的，較多的回波顯現(xiàn)出來(lái)了，但是，由于盲區(qū)和衰落的影響，覆蓋區(qū)域特征并不明顯。圖5(b)所示為時(shí)延-多普勒域二維積累后的效果，補(bǔ)償了盲區(qū)，斜返回波的區(qū)域覆蓋特征得到強(qiáng)化，有利于后期的斜返回波區(qū)域特征提取。

圖5 信噪比隨群時(shí)延距離和探測(cè)頻率的二維變化圖Fig.5 Change of SNR with group path and operating frequency

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理效果充分展示了多種積累方式的有用性。以往的電離層探測(cè)儀發(fā)射功率大，且由于使用了脈內(nèi)調(diào)相體制或調(diào)頻連續(xù)波體制，存在大范圍的探測(cè)盲區(qū)，WISS雷達(dá)組可使用更長(zhǎng)的偽隨機(jī)碼實(shí)現(xiàn)更好的積累效果，充分發(fā)揮脈間調(diào)相體制雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)。WISS雷達(dá)組的回波具有相位連續(xù)性，可實(shí)現(xiàn)有效的多普勒積累?；夭ň鶆蛏⒉嫉拿^(qū)也通過(guò)時(shí)延-多普勒域二維積累算法得到有效補(bǔ)償。積累算法要求處理前的回波數(shù)據(jù)包含幅度和相位信息，以實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮和多普勒補(bǔ)償積累的相干累積效果。時(shí)延-多普勒域二維積累的非相干積累技術(shù)增強(qiáng)了回波，有利于回波覆蓋區(qū)域的識(shí)別，填補(bǔ)可能出現(xiàn)的回波衰落，補(bǔ)償了脈間調(diào)相體制的均勻分布盲區(qū)。多種積累方式在垂直探測(cè)、斜向探測(cè)和斜向返回探測(cè)中均可使用，現(xiàn)已應(yīng)用在WISS雷達(dá)組的信號(hào)處理分系統(tǒng)中。

3 結(jié)論

(1) 預(yù)處理能量積累算法是雷達(dá)回波自動(dòng)檢測(cè)和提取回波信息的基礎(chǔ)。本文討論的積累算法組目前在武漢大學(xué)電離層實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的所有電離層探測(cè)儀中使用，并適用于所有能夠提供回波的幅度和相位信息和相位具有連續(xù)性的雷達(dá)。

(2) 脈沖壓縮積累和多普勒積累 2種相干積累方式均可以顯著提高回波信噪比，回波群時(shí)延距離和多普勒信息在積累后分別顯示在雙時(shí)響應(yīng)和散射函數(shù)圖中。時(shí)延-多普勒域二維積累的非相干積累方式增強(qiáng)了斜返回波的區(qū)域覆蓋特征，補(bǔ)償了脈間調(diào)相編碼體制雷達(dá)的均勻散布盲區(qū)。這些積累算法效果好，易實(shí)現(xiàn)易推廣，對(duì)雷達(dá)設(shè)備的小型化和便攜化發(fā)展具有實(shí)用價(jià)值。

[1] Zong Q G, Reinisch B W, Song P, et al. Dayside ionospheric response to the intense interplanetary shocks-solar wind discontinuities: Observations from the digisonde global ionospheric radio observatory[J]. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 2010, 115(A6): A06304.

[2] Chen G, Zhao Z, Zhou C, et al. Solar eclipse effects of 22 July 2009 on Sporadic-E[J]. Annales Geophysicae, 2010, 28(2):353-357.

[3] Benito E, Bourdillon A, Saillant S, et al. Inversion of HF backscatter ionograms using elevation scans[J]. Journal of Atmospheric and Solar: Terrestrial Physics, 2008, 70(15):1935-1948.

[4] Vilella C, Miralles D, Altadill D, et al. An Antarctica-to-Spain HF ionospheric radio link: Sounding results[J]. Radio Science,2009, 44(2): RS2014.

[5] Warrington E M, Stocker A J, Siddle D R. Measurement and modeling of HF channel directional spread characteristics for northerly paths[J]. Radio Science, 2006, 41(2): RS2006-1-13.

[6] Dyson P L, Devlin J C, Parkinson M L, et al. The Tasman International Geospace Environment Radar (TIGER): Current development and future plans[C]//2003 Proceedings of the International Conference on Radar. Piscataway: IEEE, 2003:282-287.

[7] Chen G, Zhao Z Y, Zhu G Q, et al. The Wuhan Ionospheric Sounding Systems[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2009, 6(4): 748-751.

[8] Shi S Z, Zhao Z Y, Su F F, et al. A low-power and small-size HF backscatter radar for ionospheric sensing[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2009, 6(3): 504-508.

[9] Chen G, Zhao Z, Zhang Y. Ionospheric doppler and echo phase measured by the wuhan ionospheric oblique backscattering sounding system[J]. Radio Science, 2007, 42(4): RS4007-1-13.

[10] Skolnik M I. 雷達(dá)手冊(cè)[M]. 王軍, 林強(qiáng), 米慈中, 譯. 北京:電子工業(yè)出版社, 2003: 5-20.Skolnik M I. Radar handbook[M]. WANG Jun, LIN Qiang, MI Ci-zhong, trans. Beijing: Electronic Industry Press, 2003: 5-20.

[11] Chen G, Zhao Z Y, Zhang Y N. Ionospheric Doppler and echo phase measured by the Wuhan ionospheric oblique backscattering sounding system[J]. Radio Science, 2007, 42(4):RS4007-1-13.

[12] Gonzalez R C, Woods R E. Digital image processing[M]. 3rd ed.New Jersey: Prentice Hall, 2008: 25-40.

[13] 戴耀森. 短波數(shù)字通信自適應(yīng)選頻技術(shù)[M]. 杭州: 浙江科學(xué)技術(shù)出版社, 1992: 10-30.DAI Yao-sen. Adaptive frequecy selection technology for short wave digital communication[M]. Hangzhou: Zhejiang Science and Technology Press, 1992: 10-30.

[14] Warrington E M, Stocker A J. Measurements of the Doppler and multipath spread of HF signals received over a path oriented along the midlatitude trough[J]. Radio Science, 2003, 38(5):1-1-12.

[15] Fitzgerald T J, Argo P E, Carlos R C. Equatorial spread effects on an HF path: Doppler spread, spatial coherence, and frequency coherence[J]. Radio Science, 1999, 34(1): 167-178.

[16] 王烽. 武漢電離層探測(cè)系統(tǒng)信號(hào)與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 武漢: 武漢大學(xué)電子信息學(xué)院, 2009: 10-30.WANG Feng. Design and implement of signal and data processing subsystem in wuhan ionospheric sounding system[D].Wuhan: Wuhan University. School of Electronic and Information,2009: 10-30.