天波超视距雷达(OTHR)利用高频无线电波传播特性,在加拿大高纬度地区实施军事监视。本科学报告通过评估加拿大境内多部OTHR的部署位置,构建多雷达网络。研究采用基于“经验加拿大高北极电离层模型”(E-CHAIM)生成的仿真电离层环境进行射线追踪,模拟不同昼夜与季节时段。根据现有地面设施的邻近性原则,在加拿大境内选定17个潜在部署点。从这17个位置中选取3部、4部或5部雷达组成的候选网络,基于其全国空间覆盖总效果进行评估与排序。假设单部OTHR配备可任意指向的20°方位角波束。首先评估各雷达在所有方位角方向灵敏度恒定的网络潜在覆盖能力,随后评估雷达波束近似北向瞬时指向时的网络覆盖性能。评估过程中综合考虑昼夜时段、季节时段与工作频率因素。针对两种波束模式,分别提出性能最优的3部、4部及5部雷达网络配置,并根据各位置点入选最优网络的频次对潜在部署点进行排序。
天波超视距雷达(OTHR)作为适用于高纬度地区的远程监视技术,其性能受电离层电子密度时空变化的显著影响。本研究通过高频(HF)无线电传播的射线追踪仿真,评估不同假设OTHR网络在全年各时段的性能表现,提出最优的3部、4部及5部发射机网络配置方案,为未来OTHR部署选址提供科学决策依据。
图8: 基于八个时间实例产生的平均区域覆盖率,定向波束模式发射机最优组合:(a)3部雷达、(b)4部雷达及(c)5部雷达网络。上方的空间覆盖图展示了2021年12月21日中部时间18:00期间,各网络在6 dB信噪比(SNR)阈值下的空间覆盖效果。