流星雷达系统相位差偏差的估计和校正

介绍了一种新的流星雷达系统的相位偏差估计和校正方法.利用流星回波的观测数据,用回波信号在各个接收通道之间的相位差,结合干涉式接收天线阵的几何关系,建立了各天线相位差测量值与偏差值之间的线性方程组,利用最小二乘法求解方程组,得到了流星雷达系统各个接收通道之间的相位差偏差估计值及校正后的流星回波到达角.与已有的流星雷达相位偏差估计和校正的方法相比,这种方法可以通过流星雷达的观测数据来计破算雷达系统各个接收天线通道之间的相位差偏差量,而不需要增加额外的硬件,实现了对观测数据的事后处理,可以方便地对已有数据进行校正.以2004年4-6月的武汉流星雷达观测数据为例,计算了流星雷达系统的偏差估计量,并用校正后的数据来计算流星回波的空间位置.结果表明,校正后流星回波数在各个方向上随高度的分布比校正前更符合统计分布.     

用武汉流星雷达观测象限仪座流星雨期间的流星速度

利用武汉流星雷达,首次成功地观测了象限仪座流星雨及流星雨期间的流星速度,讨论了利用单站全天空流星雷达观测流星雨的相关问题.从观测结果可以发现此次象限仪座流星雨发生在2004年1月4日的0000-0800LT,其中流星峰值出现在0400LT,而且通过流星雷达观测到的流星雨期间的流星回波平面推测得到的流星雨辐射点也与该流星雨的理论辐射点位置对应非常好.利用流星回波振幅的Fresnel振荡方法计算了此次流星雨期间观测到的流星的速度,分析了该流星速度的分布,这次流星雨期间观测到的流星速度主要集中在10-30 km/s,可以看出这种速度分布是由流星雨进入地球大气的初始速度和流星在大气中的减速过程共同决定的.最后研究了流星速度随高度的变化,并且由此讨论了地球大气对于流星体的减速作用.     

廊坊中频雷达流星观测及初步结果

中频雷达用来开展夜间100km高度以上的流星观测,获得流星随时间、高度、方位的分布情况及流星体速度、流星辐射点、流星余迹径向速度等参数,其探测数据可用于流星天文学、中层大气动力学等领域的研究.利用2017年11月16日12：00UT-22：00UT期间廊坊观测站（39.4°N,116.7°E）的中频雷达数据,首次开展了中国中纬度地区夜间流星观测实验,共检测到94个流星回波信号,集中分布在97～115km高度范围内,平均高度为106.5km,计算得到了流星回波的双极扩散系数、方位分布等相关参数,并与国外中频雷达流星探测结果进行了初步比较.     

武汉上空中层和低热层大气潮汐的流星雷达观测

武汉流星雷达是2002年元月建成的我国第一部全天空流星雷达,本文对2002年2月19日到7月31日流星雷达观测的潮汐的讨论表明,武汉中层顶以周日潮汐为潮汐运动的主要分量,它的强度远大于半日潮汐,周日潮汐和半日潮汐的波源都在80km以下．周日潮汐分量在3、4月份最强,并且经向分量略强于纬向分量．两个分量的峰值在约95km处出现,分别达到44m／s和60m／s．半日潮的最大值24m／s出现在4月初约93km处．周日潮汐和半日潮汐的振幅和相位随时间呈现出拟周期变化的特征,这可能是潮汐与行星波非线形相互作用的结果．观测结果与GSWM模型的比较表明,GSWM模型在相位随高度变化趋势上与观测结果一致,但模型的周日潮相位比观测约超前1—2h,半日潮相位约滞后1—4h．在周日潮汐较强的月份,模型与观测有较大的差异,观测的幅度通常在95km附近有极大值,而模型并没有极大值．GSWM模型对半日潮的幅度的估计通常过小,观测的半日潮汐幅度有时甚至超过模型值的一倍以上．     

长时间流星不均匀体母体特征个例研究

流星体坠入地球大气烧蚀电离产生流星等离子体尾迹,在等离子体不稳定性过程作用下产生流星不均匀体.利用光学视频和无线电雷达在低纬三亚开展流星体烧蚀和流星不均匀体综合探测结果,发展了一种获取流星不均匀体母体（流星体）特征参数的方法,并对2015年12月双子座流星雨期间观测的一次长持续时间流星不均匀体事例进行了分析,得到了其母体速度、质量和轨道等特征,结果显示产生这次流星不均匀体的流星体速度和轨道等具有双子座流星特点.该方法可应用于流星不均匀体及其母体特征研究.     

流星参数的数值分析和流星高度分布模型

流星余迹能够被后向散射雷达观测到, 利用观测结果, 可以分析和研究流星的空间分布和时间变化规律. 同时, 利用流星空间分布还可以进行空间碎片的研究. 基于标准理论, 对影响雷达回波功率的主要因素, 例如如双极扩散、余迹的初始半径、流星的有限速度, 以及雷达的脉冲重复频率在不同频率和速度下进行了数值分析和计算, 得到的流星衰减时间及双极扩散系数的观测结果与理论结果一致. 通过对昆明流星雷 达观测到的571632个流星进行统计分析, 得到了流星高度分布统计模型, 并利用该模型的分析结果与不同月份流星的观测数据进行对比, 结果比较一致.     

武汉上空MLT中准16日波的流星雷达观测

利用武汉流星雷达2002年2月20日至2003年11月10日的观测数据,研究了武汉上空中间层-低热层(MLT)中的准16日波,即周期范围在12—20天的行星波。分析结果表明,16日波的纬向成分通常比经向成分要强．(1)在2002年和2003年,波振幅最强都出现在当年的秋季(约9月10日—10月10日)．Lomb-Scargle(L-S)谱分析得到振幅最大值约为16m／s．2002年夏季出现了同年次最强的波动,但2003年没有发现这一现象．两年的冬季都没有出现强的16日波．(2)2002年,在86—98km处波动较强,最大振幅(约16m／s)出现在90km、94km处,而2003年低高度的波动要比较高高度的波动强．武汉上空MLT中,秋季的16日波是能量上传的波动,即它的源在较低的大气层．2002年夏季的波动的能量是下行的,波源可能在南半球．     

中纬度冬季低热层潮汐水平风分量相位关系的MF雷达观测

采用武汉(30°N,114°E)MF雷达在2001年冬季的风场观测数据研究中纬度低热层大气潮汐水平风分量之间的相位关系.统一用弧度定义的各潮汐经纬向分量的拟合初相位在三个连续的高度上分别显示出相同的时间变化倾向和相近的相位差,但是在绝大多数观测时间△ψ24和△ψ12准正交,而△ψ8出乎意料地准同相.周日、半日和8 h潮汐经纬向分量的二次相位耦合(QPC)方程被分别估计出来,利用它们相减还得到一个潮汐相位差相关方程.推测的8 h潮汐相位和相位差与相应的观测值很好地符合.在第14个时间窗内,三个潮汐一般表现为椭圆偏振而不是圆偏振或线偏振,但是△ψ24和△ψ12在三个连续的高度上准正交,而△ψ8在92.0和94.0 km上准同相.因此估计的潮汐QPC方程、推导的潮汐相位差相关方程、观测的8 h潮汐准同相相位差以及典型的潮汐偏振图都是观测的周日、半日和8 h潮汐之间真实QPC的反映.     

8mm照射雷达发射信号相位噪声的测试

简述8mm照射雷达发射信号相位噪声的重要性,相位噪声的测试方法,以及影响相位噪声的因素和改善措施,并在克服电磁干扰振动和供电系统方面作了介绍。     

雷达对扩频通信系统干扰分析方法

针对雷达与扩频通信系统的电磁兼容问题,提出一种基于时域符号级的雷达干扰分析方法.首先详细分析了雷达对扩频通信系统电磁辐射干扰的机理,推导得出扩频通信系统在脉冲雷达干扰下的误码率公式和曲线;然后利用建立的雷达电磁干扰仿真模型,对扩频通信系统采用不同扩频因子以及不同频率隔离度时的受扰性能进行了仿真分析,验证了理论分析结果的合理性;最后利用所提方法计算给出了微波频段5种典型雷达与扩频通信系统的频率-距离隔离关系.研究结果表明:该方法对于在更深层次上揭示雷达辐射干扰的本质,提高频谱利用效率具有重要意义.     

Antarctic meteor observations using the Davis MST and meteor radars

This paper presents the meteor observations obtained using two radars installed at Davis (68.6°S, 78.0°E), Antarctica. The Davis MST radar was installed primarily for observation of polar mesosphere summer echoes, with additional transmit and receive antennas installed to allow all-sky interferometric meteor radar observations. The Davis meteor radar performs dedicated all-sky interferometric meteor radar observations. The annual count rate variation for both radars peaks in mid-summer and minimizes in early Spring. The height distribution shows significant annual variation, with minimum (maximum) peak heights and maximum (minimum) height widths in early Spring (mid-summer). Although the meteor radar count rate and height distribution variations are consistent with a similar frequency meteor radar operating at Andenes (69.3°N), the peak heights show a much larger variation than at Andenes, while the count rate maximum-to-minimum ratios show a much smaller variation. Investigation of the effects of the temporal sampling parameters suggests that these differences are consistent with the different temporal sampling strategies used by the Davis and Andenes meteor radars. The new radiant mapping procedure of [Jones, J., Jones, W., Meteor radiant activity mapping using single-station radar observations, Mon. Not. R. Astron. Soc., 367(3), 1050–1056, doi: 10.1111/j.1365-2966.2006.10025.x, 2006] is investigated. The technique is used to detect the Southern delta-Aquarid meteor shower, and a previously unknown weak shower. Meteoroid speeds obtained using the Fresnel transform are presented. The diurnal, annual, and height variation of meteoroid speeds are presented, with the results found to be consistent with those obtained using specular meteor radars. Meteoroid speed estimates for echoes identified as Southern delta-Aquarid and Sextantid meteor candidates show good agreement with the theoretical pre-atmospheric speeds of these showers (41 km s⁻¹ and 32 km s⁻¹, respectively). The meteoroid speeds estimated for these showers show decreasing speed with decreasing height, consistent with the effects of meteoroid deceleration. Finally, we illustrate how the new radiant mapping and meteoroid speed techniques can be combined for unambiguous meteor shower detection, and use these techniques to detect a previously unknown weak shower.     

Plasma and electromagnetic wave simulations of meteors

Every day billions of meteoroids impact and disintegrate in the Earth’s atmosphere. Current estimates for this global meteor flux vary from 2000 to 200,000 tons per year, and estimates for the average velocity range between 10 km/s and 70 km/s. The basic properties of this global meteor flux, such as the average mass, velocity, and chemical composition remain poorly constrained. We believe much of the mystery surrounding the basic parameters of the interplanetary meteor flux exists for the following reason, the unknown sampling characteristics of different radar meteor observation techniques, which are used to derive or constrain most models. We believe this arises due to poorly understood radio scattering characteristics of the meteor plasma, especially in light of recent work showing that plasma turbulence and instability greatly influences meteor trail properties at every stage of evolution. We present our results on meteor plasmas simulations of head echoes using particle in cell (PIC) ions, which show that electric fields strongly influence early stage meteor plasma evolution, by accelerating ions away from the meteoroid body. We also present the results of finite difference time domain electromagnetic simulations (FDTD), which can calculate the radar cross section of the simulated meteor plasmas. These simulations have shown that the radar cross section depends in a complex manner on a number of parameters. These include the angle between radar and meteor entry, a large dependence on radar frequency, which shows that for a given meteor plasma size and density, the reflectivity as a function of probing radar frequency varies, but typically peaks below 100 MHz.     

声强测量仪高声强级校准方法研究

对声强测量仪校准方法的发展历程、现状及水平进行论述,重点对目前高声强级校准方法的研究进行描述,提出高声压源结合相位差的高声强级校准方法,使声强测量仪的声强级校准上限可达140dB。     

雷达改善因子与相位噪声及阿伦方差之间的关系

由于电子对抗技术的发展 ,对雷达提出越来越高的要求。雷达工作时经常会遇到来自致周围环境的有源或无源干扰 ;现代雷达应该具备抗各种有源和无源干扰的能力 ,作为雷达核心的频率源既要具备频率捷变能力 ,又要具备很高的频率稳定性。从而促进现代雷达频率源向着捷变频、低相噪方向发展 ,重点分析频率源的技术指标对雷达改善因子影响。     

Seasonal variations in vertical distribution of meteor decay time as observed from meteor radars at 8.5°N and 80°N

The decay times of meteor radar echoes have been used for decades to investigate characteristics of the mesosphere and lower thermosphere (MLT) region. As the meteor echo decay time depends on background atmospheric parameters, in the present communication, we examine the seasonal variation of the vertical distributions of underdense meteor echo decay times with respect to echo strength. Observations from two similar radars located at two distinct geographical locations, Thumba (8.5°N, 77°E) and Eureka (80°N, 85.8°W) were used for the present study. Here, the radar received signal power is categorized into strong and weak echoes and vertical profiles of their decay times are constructed. It has been noticed that the monthly mean decay time vertical profile turning altitude (i.e., inflection point) varies in the range of 80–87?km of altitude depending on latitude. The turning altitude is observed at relatively lower heights in the winter than in summer at both the latitudes. The present analysis shows that the meteor decay time below the mean turning altitude follows a decreasing trend with decreasing altitude, which is quite distinct to the behaviour of ambipolar diffusion. It is also observed that there is a difference in mean decay time of strong and weak echoes below 90?km of altitude, which is very prominently seen at lower altitudes. This difference shows a seasonal pattern at high latitude, but does not show any seasonal variation at low latitude. The present results are discussed in light of current understanding of the meteor decay time.