第3章

电离层环境

◆电离层介质

◆传播信道特性

◆雷达双程信号特征

◆电离层与目标检测

电离层是地球大气层和空间环境的重要组成部分，其中含有大量电离的自由电子和离子。电离层介质特性非常复杂，因此会对穿过其间的天基雷达无线电波产生多种影响。要研究这些影响，首先必须清楚电离层介质的各方面特性，这是研究电离层中无线电波传播的基础。本章讨论了电离层与天基雷达信号传播有关的那一部分特性，包括电离层分层结构、电离层异常现象和电离层不规则体等。研究电离层介质特性的方法主要有两类：一是建立各种电离层模型，二是利用各种探测技术对其进行试验和观测研究 ^［1］。电离层对雷达信号的影响是多方面的，通过电离层总电子含量可以反映电离层背景和大尺度电子密度结构对雷达信号的传播影响 ^［2］。电离层总电子含量和电子密度分布具有时空变化特征，电离层会对卫星信号传播产生相位、极化、时延和频率上的多方面影响，具体影响包括相位超前（相移）、法拉第旋转、群时延、色散、多普勒频移等 ^［3］。此外，电离层中存在多种尺度的不规则体结构，它们会导致等随机波传播现象，如天基雷达信号振幅、相位、到达角和极化状态等的闪烁，对雷达信号的相干特性也有一定影响。