基于相位编码体制的电离层垂测仪系统设计

2012-07-13沈绍祥方广有

电子设计工程 2012年6期

沈绍祥，王顺，方广有

（1.中国科学院电子学研究所电磁辐射与探测技术重点实验室，北京 100190；2.中国科学院研究生院北京 100049）

电离层主要分布在距离地面60～1 000 km的高度空间内[1]。电离层垂测仪从地面垂直向上发射扫频高频脉冲波，测量从电离层反射回波到达接收机的延时，获得不同频率电波被电离层反射的高度随频率的变化图，即频高图。通过对频高图的分析计算，得到电离层的特征参数，如电离层的折射系数n。目前国内所部署的电离层观测站大多数均采用国外电离层观测设备，如美国的Dynasonde，加拿大的CADI，俄罗斯的BIZON等[2]。其价格高，设备体积大，维护安装费用高，这对新建电离层观测站提出了较高的要求。

该文介绍了一种相位编码体制的电离层垂测仪系统设计方法。它利用FPGA内部的DDS模块构建信号产生单元，形成起始频率为1 MHz，终止频率为15 MHz，频率步进间隔为100 kHz的信号。该信号经barker码进行相位编码调制后，通过DAC与功率放大器输出到发射天线，并由其对空辐射出去。接收机前端采用射频隔离开关和直接ADC实时采样技术，有效避免了硬件IQ解调时两通道的相位不一致性问题。该设计方法可以灵活配置发射信号形式，做到实时在线修改。经过实际测试，表明本方案切实可行，为设备的小型化，便利化提供基础。