【摘 要】
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VHF探测系统广泛地应用于各个领域,特别是在空间环境的探测。对于空间目标探测,VHF探测系统有独特的优势,大量的空间探测目标对VHF波段的电波有良好的散射与反射特性,如电离层不均匀体、流星与闪电通道等。通常VHF探测系统之间由于探测目标的性质差异与探测目的区别,导致不同VHF探测系统的整体架构不尽相同,一般专用的VHF探测系统很难应用于其他任务。本文基于原有的武汉大学VHF探测平台,设计一套多功能
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VHF探测系统广泛地应用于各个领域,特别是在空间环境的探测。对于空间目标探测,VHF探测系统有独特的优势,大量的空间探测目标对VHF波段的电波有良好的散射与反射特性,如电离层不均匀体、流星与闪电通道等。通常VHF探测系统之间由于探测目标的性质差异与探测目的区别,导致不同VHF探测系统的整体架构不尽相同,一般专用的VHF探测系统很难应用于其他任务。本文基于原有的武汉大学VHF探测平台,设计一套多功能VHF探测系统,使其可以兼顾多种目标的探测需求,并进一步提出基于互谱分析的高分辨率成像算法以寻求在信号处理算法层面提升系统的探测距离分辨率。本文的主要内容包括:1、首先本文在武汉大学原有VHF探测系统的基础上,完成了多功能VHF探测系统的总体设计,改进了原有的系统硬件结构,开发了基于嵌入式平台的系统控制与数据处理程序,使探测系统通过软件化的配置就可以满足针对多种目标的探测应用需求。2、随后本文介绍了基于互谱分析的距离维Capon谱估计原理,引入到VHF探测系统回波信号处理流程中,并从单目标距离分辨率的提升效果、多目标回波区分与相近目标区分的角度上,详述了在不同信噪比条件下仿真了算法的性能,验证了算法应用的合理性。3、最后对研制的多通道VHF探测系统进行了性能指标测试和实际的探测实验,验证了系统功能的正确性。在实际的探测应用中,针对流星和闪电现象的主动探测取得了良好的观测效果。在实验结果的分析过程中,利用基于互谱分析的距离维谱估计算法对实测数据进行了分析与性能验证,明显优化了回波显示效果。
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