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低纬电离层不均匀结构三维干涉观测研究

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电离层不均匀体三维空间精细结构观测对产生电离层不均匀体的不稳定性过程研究有着重要作用。2012年12月,三亚VHF电离层相干散射雷达在原东西向6通道天线阵(6组2×2)基础上,在北面增加了1组(2×2)接收天线通道,以及相应的天线控制开关部件,具备了利用平面二维天线阵来进行电离层不均匀体三维干涉测量分析能力。通过控制程控开关实现发射和接收不同的天线系统工作方式:在发射时,采用东西向天线阵和传输线移相方式,合成垂直地球磁力线的窄波束信号,保证探测信号的效率;接收时,采用东西天线阵东、西不同单元和北面天线单元分组独立通道接收。通过发展三亚VHF雷达三维干涉分析方法，对不同通道回波原始IQ信号进行有关傅立叶变换和互谱与总集平均等分析，得到不同通道回波信号相位差。针对天线单元的不同组合构建雷达干涉方程式，由回波相位差解算出回波散射点的空间位置信息如天顶角和方位角等，结合不均匀体的强场向敏感性特征和IGRF模型，重建我国三亚低纬电离层场向不均匀体的三维空间结构，得到了层状、柱状和其它松散结构等形态，并由不均匀体空间结构位置的变化推算出不均匀体的运动特征，分析研究了不同空间形态不均匀体的发生特征和有关产生机理。

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