科学网

 找回密码
  注册

tag 标签: 电离层

相关帖子

版块 作者 回复/查看 最后发表

没有相关内容

相关日志

关于NeQuick模型的精度比较结果
zheyang 2011-4-8 12:02
1.由电离层参数作为NeQuick模型的输入参数 两个模型的相对标准差均值为24%,其中NeQuick2为17%; 两个模型低估率均值为25%; 2.由STEC计算有效电离层因子作为NeQuick模型的输入参数 两个模型的相对标准差均值为16%,其中NeQuick2为15%; 两个模型低估率均值为8%; 利用前几天的Az参数估计当天的Az使得相对标准差均值为21%; 3.电离层改正算法 GPS ICA 低估率为20%,相对标准差为32%; Galileo ICA 低估率为8%,相对标准差大约为20%左右; GPS ICA 标准差是Galileo ICA 标准差的1.5倍。
个人分类: 专业学习笔记|73 次阅读|0 个评论
俄罗斯专家能预测超级地震吗?
热度 8 chrujun 2011-3-15 22:48
当我国主流地震专家宣布地震无法预测的时候,俄罗斯和英国的科学家正在为预测地震忙得不亦乐乎( http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=39626do=blogid=422812 )。 他们根据地球上空的电磁信号变化判断, 美洲将在两周内发生超级地震。 根据美国人的报告,汶川地震前,川滇一带上空出现了电离层异常。 这次俄罗斯人对超级地震的预测可能基于电离层异常。如果这次预测成功,人类可能会大量采用人造卫星来预测地震。
个人分类: 地球物理及仪器|5371 次阅读|10 个评论
有关GPS硬件延迟在求解电离层延迟时单位转换的问题探讨
热度 1 zheyang 2011-3-6 17:19
记得去年毕设期间,在阅读一篇相关方向的博士论文时,发现作者在电离层延迟单位转换上出现了一个小错误,当时以为作者是误写,还特意和导师说明了此问题。近来在学习过程中又再次遇到此问题,查找了很多资料,几乎查遍了手边的所有资料,可是都没有明确详解这个问题。最后根据电离层延迟求解的原理出发,此问题终于得以解决。 GPS采用L1和L2两种载波,其中L1载波的频率f1=1575.42MHZ,L2载波的频率f2=1227.6MHZ。GPS卫星在发射信号时,两种频率的信号将沿着同一路径传播到达接收机,利用电离层色散效应,根据双频观测可以得到信号在传播过程中电离层延迟大小。 GPS系统的硬件延迟是利用双频GPS观测值估计电离层延迟的一个关键问题,通常认为GPS卫星所发射的双频信号到达接收机是严格同步的,但实际上双频信号在发射时间上存在差异,这种差异称为卫星L1/L2信号延迟误差。同样,对于GPS接收机来说,接收L1,L2信号也存在信号延迟偏差(因为L1,L2信号必须在接收机中通过不同的硬件和电子线路),称为接收机信号延迟偏差。卫星和接收机信号延迟偏差之和又称为GPS硬件延迟误差。 将上式整理得到TEC的表达式如下: TEC=9.52437(p2-p1-q) 其中9.52437的单位为TECU/m ,卫星和接收机的硬件延迟一般单位为纳秒,即ns,因为1ns=0.3m,所以在单位转换过程中首先将ns转为以m为单位,即1ns*0.3m,此时单位为m,而后有1ns*0.3*9.52437=2.86TECU,所以得到了那篇博士论文中1ns=2.86TECU的结论。 这个单位转换问题终于得到解决,不是作者误写问题,而是自己未真正理解。在和导师的每次交谈中,她总是告诫我遇到问题要追其本源,切勿浅尝辄止。做学问就是这样,需要脚踏实地的去享受每一个汲取知识的机会。
个人分类: 专业学习笔记|1373 次阅读|0 个评论
[转载]电离层分层结构经纬度变化特征的新进展
zheyang 2011-2-15 16:31
今天在科学网上拜读了一篇名为《电离层分层结构经纬度变化获解》的文章,文中介绍了电离层探测研究的新进展。昨天台里恰好举办了海峡两岸电离层探测技术的研讨会,有些内容由于自己还未涉猎,所以难免有些云里雾里,不过还是有些收获。今天碰巧看到了这篇文章,所以特此把它分享到自己的博文里,以便学习。 电离层电子浓度三维空间结构变化特征及其产生机制是最近几年国际研究的前沿领域之一。与中纬电离层垂直结构相比,由于受到纬向电场产生的喷泉效应影响,低纬地区的电离层高度变化特征要更为复杂。赤道及低纬地区的电离层F区在某些季节的日出后至午后这段时间会出现分层结构,即原先的F2层受到东向电场的作用抬升至电离层顶部形成F3层,同时原有F2区电离出新的F2层。为了区别磁暴期间形成的分层结构,称之为静日F3层。静日F3层结构最早由Sen和Ratcliffe于20世纪50年代的测高仪频高图上发现,并称之为“刺(spur)”结构,但直到1995年才有Balan等人利用SUPIM模式重现这一结构的变化特征。随后,关于不同地区F3层出现率随季节、地方时变化以及太阳活动变化的统计和机制研究开始逐步开展。最近的研究为日本科学家Uemoto于2007年利用东南亚测高仪链(SEALION)给出的三个不同地区(包括一个磁赤道区和两个南北共轭点)台站的观测结果,并进一步完善了Balan等人的解释。关于静日F3层的研究,虽然已有地面观测和模式研究,但是并不完善。例如,F3层变化的经度和纬度结构及其与电场和风场经度变化的依赖性至今尚不十分清楚。 中科院地质与地球物理研究所地磁与空间物理研究室赵必强副研究员等人利用美国COSMIC星座观测系统中掩星反演技术获得的近250万个电离层剖面,对电离层分层结构进行了研究。通过求取电子浓度剖面的高度梯度的变化并统计出现双层结构的出现率,首次给出了电离层分层结构的纬度和经度变化性。揭示了如下特征:1)分层结构主要集中在低纬度区域,且低纬电离层分层结构出现最大值为夏季半球的磁纬7-8度位置;2)夏季电离层分层结构的经度变化与DE3潮汐所调制电离层诸多参量变化WN4结构具有相似性;3)分层结构出现的地方时最大在日出以后10:00-12:00之间,与地面测量的统计结果一致。卫星测量和地面观测统计结果的一致性验证了掩星反演技术在反映电离层精细结构上具有相当的可靠性。 电离层分层结构的纬度和经度变化性特征 该研究成果近期发表在国际知名的地球物理研究期刊《地球物理研究快报》( Geophysical Research Letters )(Zhao et al. Global characteristics of occurrence of an additional layer in the ionosphere observed by COSMIC/FORMOSAT‐3. Geophys. Res. Lett.,2011,38,L02101,doi:10.1029/2010GL045744)。(来源:中科院地质与地球物理研究所) 原文引用地址: http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201113011153460814773.shtm
个人分类: 转载|1153 次阅读|0 个评论
电离层无线电探测中非相干散射探测简单小结
williammilo 2010-2-18 22:16
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层无线电探测中非相干散射探测/ 1.非相干散射探测电波在电离层中 由于受到准平衡电子密度随机热起伏影响而引起散射 ,接收这种能量从而获取电离层物理参数的电离层探测方法,称为非相干散射探测。非相干散射探测能获取多种电离层参数,是一种 在地面上探测电离层的最有效的手段 ,可以获得 作为时间和空间函数的电离层形态的几乎完整的结构 。但是,由于散射信号十分微弱,且类似于某种有色噪声,必须具有 兆瓦量级的脉冲功率发射设备、低噪声接收设备和复杂的信息处理技术和设备 ,才能将它们从探测系统内外的噪声背景中提取出来,实现电离层参数的精确测量。 2.由于电子处于随机的热运动状态, 在空间变化小于电波波长的条件下,各个电子的散射信号是非相干的。在雷达接收机输入端,散射信号是功率相加的,其大小与散射区的电子密度成正比,功率谱呈高斯曲线形状,谱宽度与散射区的电子热运动温度有关 。但是,观测到的散射现象比预想的复杂得多,特别明显的是散射信号的功率谱宽比预想的窄得多。后来,许多学者对理论进行了修正,他们认为, 电离层的电子浸在离子云之中,粒子之间存在库仑力,在库仑力起显着作用的范围内的电子受正离子的束缚较强,它们并不完全独立,散射信号是部分相干的。他们用不同的理论模型进行研究,获得几乎完全一致的结果 。 3.非相干散射回波信号的功率、能谱(或自相关函数和极化都是可测的,它们是电离层等离子体下述参数的函数:① 电子密度;②电子温度和离子温度;③离子组成(主要成分);④电子-中性粒子碰撞频率;⑤光电子速度分布;⑥等离子体平均漂移速度;⑦电子相对离子的漂移速度(电流强度)等。 可以通过各种测量方法测出一定高度范围内相应的主要参数。 测量电子密度的方法主要有两种:一种是确定后向散射辐射中等离子线的位置,称为等离子线法;另一种是基于接收到的后向散射能量总和与电子密度成比例的关系以推算电子密度等参数的功率法 。一般探测F层的电子密度,电子温度和离子温度的误差典型值为5%~10%,中性成分误差约为10%,漂移速度精度为1~10米/秒,获得一个剖面图所需的测量时间约为5~10分钟。非相干散射探测有单站型和多站型两种布站方式。 单站型适合于预测参数的垂直分布,多站型适于预测运动 。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|3276 次阅读|0 个评论
电离层无线电探测中电离层垂直探测简单小结
williammilo 2010-2-18 21:11
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层无线电探测中电离层垂直探测/ 1.电离层垂直探测是用 高频无线电波从地面对电离层进行日常观测的技术 。这种技术使用的探测设备称为电离层测高仪(或称垂测仪)。它垂直向上发射频率随时间变化的无线电脉冲,在同一地点接收这些脉冲的电离层反射信号,测量出电波往返的传递时延,从而获得反射高度与频率的关系曲线。这种曲线称为频高图或垂测电离图。 2.电离层测高仪实质上是 一台短波脉冲雷达,通常由发射机、接收机、天线、频率合成器、显示记录器、程序控制器等组成 。其工作频率可在整个短波波段的频率范围 (0.5~30兆赫)内连续改变。 3.垂直探测技术采用 脉冲压缩、视频信号鉴别、调频连续波 等技术,提高了测高仪的抗干扰能力,同时,还出现了能探测电离层运动信息的测高仪。但是,垂直探测技术有它的局限性,例如,难于探测D层的电离程度、难于获得E层和F层之间谷区(120~140公里)的信息、不能研究F层峰以上的电离层等,这些缺陷须用其他探测方法加以弥补。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|2934 次阅读|0 个评论
逆散射中电离层无线电探测小结
williammilo 2010-2-18 20:50
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/逆散射中电离层无线电探测/ 1.电离层无线电探测是利用 电子学装置和无线电波传播效应观测研究地球高空电离层 。电离层的变化 主要受太阳辐射的影响 ,在时间上分为11年的周期变化、 季节变化、逐日变化和昼夜变化 ; 在空间上随高度、纬度和经度而变化 。 2.但是,太阳辐射本身的变化并不完全是规则的,此外还有多种因素会影响电离层的状态,因此, 电离层这一重要的传播介质具有十分复杂的特性结构和时、空变化,需要在全球范围内对它进行长期监视和探测 。可以采用多种无线电工作方式和传播原理, 从不同空间角度来探测电离层的各部位及其基本参数。探测部位分为电离层顶部(即上电离层)和底部(以F层峰值高度为分界线), 其中底部又分为F层下部和E层所在的电离层主体部分、E层底部和D层所在的低电离层。 主要探测参数是电波反射高度、电子总含量、电子密度、电子温度、高空大气成分、离子密度、离子温度、电子同其他粒子间的碰撞频率等 。 3.地面无线电探测方法包括 电离层垂直探测、电离层斜向探测、电离层斜向返回探测、非相干散射探测和低电离层探测等 。电离层垂直探测是最基本的探测方法。电离层斜向探测是将垂直探测方法中的发射和接收设备分别置于地面上相隔一定距离的两处,用某种方法实现收、发同步,然后测量电离层反射回波时延随频率的变化,得出斜向探测电离图。电离层斜向返回探测是由地面设备发射短波脉冲斜向射入电离层,经反射后回到地面,部分地面散射波沿原来路径返回发射点。 测定脉冲往返一次的传播时延,从而获得大面积范围内频率-时延特征和电离层短波传播参数 。非相干散射探测是一种电离层纵深探测手段, 可获得70~1000或2000公里高度内的电子和离子的密度和温度以及电离层漂移等数据 。 4.低电离层探测是低电离层是较难探测的一个空域。由于中、短波在低电离层中的吸收太大,所以很难获得这一空域的普通回波电离图。 主要的探测手段有交叉调制法、部分反射法和长波传播法等 。 ①交叉调制法:这种方法是利用 电离层的非线性效应,用某一频率的无线电波对电离层进行加热调变,使电子温度上升,造成碰撞频率和吸收的改变,使在同一电离层空域中传播的另一频率的无线电波受到交叉调制,对其进行观测分析即可获得低电离层参数 。 ②部分反射法:观测中波和短波强力脉冲在低电离层不均匀体上微弱的部分反射, 分析回波的寻常分量与非常分量的振幅比,求得低电离层基本数据 。 ③长波传播法: 使用长波、超长波甚至极长波研究100公里以下的电离层,分析频率高度稳定的多频或单频电波在不同路径斜向传播时的电波相位延迟、振幅分布,以及寻常波与非常波的关系,从而获得低电离层特性 。 此外,还有 流星余迹法(见流星余迹电波散射)、天电哨声法(见哨声)、激光雷达法 等其他探测方法。 地面无线电探测主要的测量项目有 回波时延、电离层吸收和电离层漂移 。 ①回波时延测量: 射频脉冲在电离层中的传播速度与电子密度有关,一般小于真空中的光速。因此,垂直探测、斜向探测和斜向返回探测所获得的电离图,并不直接反映电离层反射层的真实高度 。显然,反射层的虚高度与真实高度并不相等。 频高图的一项重要的数据处理内容,就是进行从虚高度推出真实高度的换算 。 ②电离层吸收测量:测量短波脉冲经电离层反射后的回波振幅衰减的专用设备称为吸收仪。电波在反射层经受偏区吸收,往返通过反射层之下的电离区域时又经受非偏区吸收。 使用地面台站测定接近磁旋频率时回波寻常波与非常波之间的差分吸收;使用空间飞行器进行高频、超高频差分吸收测定等 。 吸收和场强的数据对短波远距离通信和电离层动力学碰撞过程 的研究甚为重要。 ③电离层漂移测量:漂移测量有助于研究电离层精细结构和运动。垂直发射2~10兆赫短波脉冲,并在三副间距约为一个波长的接收天线上检出回波振幅,以测定电离层水平漂移的速度和方向, 确定电离层的随机运动和不均匀性 。电离层漂移会引起电波的多普勒频移,因此,用测量回波的多普勒频移的方法也可以测出电离层漂移。 5.火箭和卫星探测方法是利用火箭或卫星装载专用仪器,单独或与地面配合进行电离层探测。这种方法的 主要优点是可以进行现场测量,对电离层顶部进行探测,也可以在更广泛的空间范围内探测电离层 。 电离层顶部探测将小型化测高仪装载在卫星上,向下探测卫星高度至电离层最大电子密度高度之间的顶部电离层电离图。除了反射回波的时延信息外,还可以观测到一系列电离层谐振现象。这是探测顶部电离层的一种非常有效的手段 。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|3832 次阅读|0 个评论
电离层电波传播中超短波电离层传播的简单小结
williammilo 2010-2-17 09:02
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层电波传播中超短波电离层传播/ 1.超短波电离层一般是指传播波长为10~1米(相应频率为30~300兆赫)的电波经电离层的传播。电离层一般不能反射频率为30兆赫以上的无线电波;只有在太阳黑子高年低纬度电离层和电离层出现较强Es层时,超短波才能被反射。因此,超短波电离层传播有 透射传播和散射传播等两种主要形式 。 2.这种通信方式与短波通信相比,其 最大特点是不受电离层扰动的影响,尤其适合高纬度地区和跨极光区使用。但通信容量低,一般只能通一路电话或四路移频电报,而且与短波设备相比体积庞大,费用昂贵 。 3.电波通过电离层的 折射与工作频率有关 ,工作频率越高,折射效应越小。为了 保证对空间飞行体的高精度的定位跟踪,必须对定位跟踪系统测量的距离、距离变化率、仰角和方位角等参数的大气折射误差进行修正 。电离层是 磁等离子体,也是随机不均匀介质 。 超短波无线电波通过电离层时,其极化面会发生旋转(即法拉第效应),也会出现振幅衰落、振幅相位闪烁、多普勒频移和频谱加宽等现象 。这些现象对通信和导航都产生不利影响。 超短波导航卫星使用两个相干的频率以消除电离层介质的多普勒频移,从而能提高导航精度 。但是, 电离层法拉第偏振仪、多普勒干涉仪和大功率雷达非相干散射探测 等则是利用这些效应和现象来研究电离层本身的。因此,超短波电离层传播,也是电离层无线电探测研究的重要方式之一。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|4286 次阅读|0 个评论
短波传播中电离层骚扰预报的简单小结
williammilo 2010-2-17 03:10
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/短波传播中电离层骚扰预报/ 1.电离层骚扰预报是在 太阳活动性、地磁和电离层观测资料的基础上 ,根据日地现象相关关系,运用 经验方法预报特定地区和未来时间内偏离常规状态的电离层特性,并判断它对通信电路工作质量的影响 。太阳扰动的异常辐射是电离层扰动的主要根源。电离层扰动主要有 电离层骚扰(或称电离层暴)、电离层突然骚扰、极盖吸收、极光带吸收等 。 2.与电离层骚扰预报最为有关的太阳表面现象是 耀斑、冕洞和暗条消失 。人们虽然能够提前3天预报发生太阳耀斑的可能性,但难以预测发生的准确时刻和耀斑的大小以及地球物理效应。但电离层暴是在太阳表面扰动现象发生1~2天后才开始的,所以有分析地球物理现象和发出警报的充裕时间。因此,预报业务机构可以在掌握自己观测的,以及与国际或地区交换得到的太阳扰动和其他地球物理现象(包括电离层)的资料之后,根据历史资料分析电离层骚扰形态和日地现象相关规律性,通过人工或计算机对未来电离层状态作出判断,迅速向用户发出电离层骚扰预报。 3.通信工作者得到预报后便可采取相应措施,如 降低工作频率或进行线路转换等,以减少骚扰对通信的影响 。因此,电离层骚扰预报业务机构,必须具有完善的日地现象监测网,快速获得并交换观测资料的传输手段,并拥有预报经验的熟练人员。为了实现日地环境的全球监视和国际间的协作,国际上创办了国际科技资料广播报及世界日服务局,并在美国、澳大利亚、日本、苏联、法国和联邦德国设置了区域警报中心。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|2731 次阅读|0 个评论
短波传播中电离层电波传播预报简单小结
williammilo 2010-2-16 18:42
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/短波传播中电离层电波传播预报/ 1.电离层电波传播预报根据 电离层特性参量的时空变化规律和通信质量与电离层信道参数 的关系,在电离层探测历史资料或实时测量资料的基础上, 对高频传输电路的未来最佳工作条件和工作质量作出的预先推断 。这是 电离层电波传播理论、最佳信道适配理论与计算机数据处理相结合 的一种应用技术。可分为 长期预报、短期预报和实时预报三类 。 2. 长期预报 是根据 电离层特性参量的时空变化规律和太阳活动性指数的预报值 ,对正常状态电离层的传播参量月中值所作出的预先推断。它可提前一个月或更长时间预报出高频电波的传播模式、接收点天波信号场强和电路最高可用频率等参数的月中值。根据对电路通信质量的要求, 运用这些参数和噪声预报数据,可以对电路的系统能力,包括所需发射功率、天线增益等参数进行估算 。在系统能力已定的情况下,可算出电路的最低可用频率,根据它的最高可用频率可确定电路的可用频段。 3.短期预报是在 太阳活动性与地磁观测资料、短波和超短波场强测试资料 的基础上,运用经验方法对 临界频率、电路工作最高可用频率、总电子含量等电离层参数的短期变化情况 作出的预先推断。对短波通信来说,其主要目的在于确定在太阳爆发和电离层扰动时间内, 给定电路实际可用的工作频率 。 4.短期预报的主要方法是在 太阳耀斑、太阳 X射线辐射、太阳10厘米波长无线电波辐射等太阳活动性观测资料的基础上 ,根据日地关系的经验规律对电离层参数的扰动和短期变化进行预报。也可根据各种电离层扰动现象在时间上连续变化这一客观事实,利用电离层参数变化的自相关性进行短期预报。短期预报可以提前几天、几小时,或几分钟作出。提前时间取决于电离层中有关现象变化的快慢程度和所用的预报方法。 5.实时预报是通过 实时测量短波通信电路传播信道的一组特性参数 ,估算出该信道通过某类指定通信业务的能力,从而实时推断其 工作频率、信号调制方式和通信速率等是否与传播信道处于最佳适配状态和如何调整 。实时预报技术多用于自适应快速通信系统。由于传播介质的色散和随机起伏特性的影响, 快速数字通信的码元误码率与信号能量在时间域内和频率域内的散布情况有关 ,故单靠增加发射功率以提高信噪比不可能无限制地改善误码率。因此在实时预报技术中,需要测量的主要信道参数是 信号能量、噪声和干扰电平、时延散布和频率散布 。 6.调频连续波探测器是 另一种斜向探测型实时预报系统 ,它的探测信号 不是脉冲波而是低功率的调频连续波,具有小型灵活和与其他系统兼容性好的特点 。此外, 垂直探测和返回散射探测两种方法也可用于实时预报。垂直探测方法的工作范围仅为300公里;返回散射技术可以实时预报电路的最高可用频率,同时可以较好地指出一跳传播的可用频段 。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|4450 次阅读|0 个评论
电离层电波传播中短波传播的简单小结
williammilo 2010-2-16 18:03
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层电波传播中短波传播/ 1.短波传播波长从200米到10米(相应频率为1.5~30兆赫)范围内的无线电波的传播。 短波可以沿地面以地波方式传播,也可通过电离层反射以天波方式传播 。一次反射(一跳可传输4000公里,多次反射甚至可作环球传播。天波传播受电离层特性的影响。 2.由于 短波传播距离远,经济方便 ,很快在通信和广播领域超过了中波传播的地位。在实现了卫星通信的现代,它仍然广泛用于远距离通信和广播。在中国,北京至南极洲长城站的2.2万多公里的通信中,短波仍是主要通信手段之一。短波传播的理论基础是 磁离子理论 。根据 电离层的结构和变化规律 可对 短波传播特性进行预测和预报 。在工程应用中,人们最关心的短波传播特性是 电波射线轨迹、传播模式、可用频率和场强计算 等。 3.当 无方向性天线辐射的电波的频率大于电离层临界频率 时,其能量会沿不同的传播路径向远处传播,即不同的波束有不同的电波射线轨迹。跳距附近 电波能量比较集中 ,这种现象称为 跳距聚焦 。在大于跳距的距离上,均可能有两个仰角的波束同时到达,仰角大的称高波,仰角小的称低波。 4.电离层呈多层结构,由发射点发出的同一电波波束经电离层反射到达一定距离的接收点的传播路径通常多于两个,称为 多径传播或多模式传播 。到达接收点的不同模式传播的电波有不同的时延和相位,这是引起 短波场强衰落 的主要原因之一。 5.根据电离层传播理论,不是所有短波都能从电离层反射而折回地面的。较高频率的短波要从较高电子密度分布的电离层才能反射折回地面。对于一定电子密度分布的电离层和一定的收、发距离,能反射折回地面的电波有一个频率最大值,称为最高可用频率(MUF),它随收发间距离的减小而变低。因此,收、发在同一点时,所能反射折回地面的电波的最高频率是这一电子密度分布的电离层所对应的MUF中最低的,称为电离层临界频率。如果收、发间距离一定,发射频率较低,接收点可以收到有一定时延差的高、低角波;随着频率变高,高低角波时延差缩小以至渐变至零,高低角波重合;若频率再升高,则接收点落入跳距以内,完全收不到发射信号。因此,一 定距离的电路能传播的频率必有一个上限,这个上限频率称为该电路的最高可用频率 。另外, 电波经电离层传播的能量还会被电离层吸收,吸收大小通常与频率平方成反比 。 频率较低,则信号电平因吸收增大而降低 。当电平降低到刚能满足最低接收信噪比要求时,所用的频率称为该电路的最低可用频率 (LUF)。由此可见,短波传播为减少吸收应尽可能用高的频率。但一般只能用到0.85MUF的频率,因为若用MUF,只要电离层稍有变化,电波就穿出电离层而不折回。所以,0.85MUF的频率称为最佳可用频率。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|7020 次阅读|0 个评论
电离层电波传播中中波传播的简单小结
williammilo 2010-2-16 17:42
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层电波传播中中波传播/ 1.中波波长从1000米到100米或频率从300千赫到3兆赫的无线电波的传播。中波是利用较早的波段之一,主要用于 广播、导航和通信等方面 。中波传播兼有长波和短波传播的某些特点。它 既可以沿地表面绕射传播,也可以通过电离层反射传播 。白天,具有高电子碰撞频率的D层强烈吸收中波,使其不能依靠电离层进行反射传播;日落以后,D层消失,E层的电离度下降,高度上升,对中波的吸收急剧减少;夜间,电离层对中波的反射系数很接近于1。因此, 白天在较近处可以接收到以地波形式传播的中波,且场强相当稳定。夜间中波以地波和天波的形式传播,天波可以传播到相当远的距离 。 2.中波天波的传播常出现衰落现象。衰落的平均持续时间在数秒到数十秒范围内变动,场强可能变化几十倍。 当接收点可同时接收地波和天波时,天、地波合成场强的起伏,是由天波和地波间的相位差随机变化而引起的 。在地波场强可与第一反射天波场强相比的区域内,合成场强起伏最大。 当接收点位于地波作用范围以外时,衰落是由反射次数不同的天波互相干涉引起的,或者说,是由沿不同路径来到接收点的电波射线干涉引起的 。在远离发射源区域内,多径传播(见多径效应)引起的电场强度的起伏对频率的依赖性很小, 可以在很宽波段同时观测到几乎相同的场强起伏 。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|3953 次阅读|0 个评论
电离层电波传播中低频天波传播的简单小结
williammilo 2010-2-16 11:53
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层电波传播中低频天波传播/ 1.低频天波传播是地面发射的频率为30~300千赫的无线电波,经电离层反射再回到地面的传播方式。在白天,反射区为低电离层的D层;在夜间为E层底部。传播距离可达几千公里。低频天波在 授时、导航、通信、广播,以及低电离层特性 研究方面都有广泛的用途。此外,利用 天波场强和相位随太阳耀斑爆发而急剧变化的特性 ,可以 有效地监测或显示电离层突然骚扰现象 。 2.太阳耀斑爆发期间太阳辐射很强的X射线,使D层电子密度急剧增加, 天波等效反射高度降低 ,相位急剧超前,幅度也发生变化。对于很大的耀斑, 天波相位时延超前10微秒左右 。耀斑结束后,天波信号逐渐恢复正常。在各向异性电离层介质中,无线电波分裂为 寻常波和非寻常波 。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|3408 次阅读|0 个评论
电离层电波传播中地-电离层波导电波传播小结
williammilo 2010-2-16 10:25
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层电波传播中地-电离层波导电波传播/ 1.地-电离层波导电波传播地表层与低电离层(白天为D层,夜间为E层下部)所构成的同心球壳空间,以类似于微波平行金属板波导的机理,引导甚低频(3~30千赫)和极低频(0.3~3千赫电波进行远距离直至全球范围的传播。这种波导的特点是:① 结构复杂,特别是作为上壁的低电离层中电离气体的密度随高度而变化,不存在明确的边界面 。同时,由于 昼夜过渡效应和纬度效应 ,其高度具有明显的甚至急剧的空间变化;在地磁场影响下,其电特性呈现各向异性。作为下壁的地表层具有几何上和地质上的明显变化(海、陆、山地、平原和沙漠等);② 变化复杂,由于受太阳辐射和宇宙射线等电离因素 ,以及有关日-地空间物理效应变化的影响,低电离层的电子密度随昼夜和季节而变化,并以11年为周期而变化,还有随机性变化等。 2.严格求解各向异性非均匀有损球壳波导问题是很困难的,需要采用一些简化模型。在模理论中,将 地表层与低电离层等效为具有特定表面阻抗的两个反射壁 ,利用麦克斯韦方程和边界条件,求得波导中的场为一系列传播模之和。每个波导模都有特定的场结构,横向为驻波,轴向为具有特定相速和衰减率的行波。 3.单模传播时 相位随距离的变化接近于线性 ,同时 时间上的稳定性高 , 因此是导航定位应用的基础。 传播相速预测精度 直接关系到导航定位的精度。基模相速与波导两壁电参数有关,因而具有时空上的变化。由于不可能确切掌握实际路径上的参数,理论计算结果仅有参考价值。工程上通常是合理地假定一个平均相速预测模型,通过某些简单函数来研究一些有规律的 时空变化 , 统计大量相位测试数据而确定模型中的待定系数 。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|2720 次阅读|0 个评论
电离层中电离层调变的简单小结
williammilo 2010-2-16 07:51
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层中电离层调变/ 1.电离层调变是 用人为的方法使局部电离层的结构和特性发生一时性变化 。它是对地球高空大气天然等离子体的一种可控的主动实验。采用的手段包括向电离层辐射强力高频电波、施放化学物质和带电粒子和施以机械扰动等。常用的方法是在地面以高频大功率 (0.1兆瓦级)或超强功率(兆瓦至100兆瓦级)发射机对电离层进行定向辐射,并观测分析其效应。工作频率一般低于电离层最大等离子体频率,主要为3~12兆赫。 这种方法可改变电离层的电子密度分布和等离子体温度,通常称为电离层加热 。 2. 高频加热能够激发电离介质参量的不稳定性及其同强力无线电波之间的非线性效应 ,改变电子热平衡状态和化学反应速率,产生场向大不均匀体和小不均匀体、朗缪尔波和离子声波、人造扩展F层、人造气晕、地磁共轭区人造极光,导致电波附加吸收、超短波散射、F层变形以及引发Z模非常波传播。简单说来, 电离层中存在的大量自由电子,通过折射指数和碰撞阻尼作用影响无线电波的传播,而电波射入电离介质后的欧姆加热作用也可改变介质的电动力学特性 。 3.地面设备还可使用 甚低频发射手段进行电离层加热 , 激发上电离层及质子层(等离子层)的不稳定性 ,产生磁流体力学波和粒子沉降。除使用地面高频雷达和甚低频发射机这两种方法外, 用空间飞行器和航天飞机装载的带电粒子加速器,也能实现场与粒子的能量交换,进行波束与等离子体互作用实验。以航天飞机和轨道站作为工作平台施放化学物和游离基,可进行钡云实验。施放钠、锂、铝和氧化-氮等化学物还能进行电离层运动和电场示踪实验,以研究电离交换与粒子掺杂等化学反应 。 4.核爆炸对电离层的影响,也属于电离层调变范畴。核爆炸产生多种辐射,包括红外线、可见光、紫外线、射线、γ射线在内的电磁辐射,以及含有二次电子和中子流等在内的粒子辐射,并产生强大的 电磁脉冲和冲击波气流 。由于电离层高度上空气稀薄,大当量核爆炸,尤其是高空核爆炸可使其过量电离或全部离化,并且具有复杂的时空分布。这种核爆炸电离层调变的后效时间长达数十分钟至数小时,比高频加热的后效时间长得多。核爆炸电离层调变会强烈影响无线电波传播。局部空间的极度电离和介质电导率的巨大改变,可严重扰乱或中断无线电通信,使雷达工作失效。 核爆炸还会促使电子总含量激增而形成电离层行扰,即声重力波 。 5.导弹推进器和卫星运载火箭及其高温等离子体喷焰,也能造成电离层的局部扰动,使电离层变态。电离层调变的结果,一方面 相当于在高空悬挂大反射镜和良散射体,有利于超短波远程传播 ,可进行跨距达公里的调频广播与电视传送以及无线传真电报;但是,另一方面则相当于在高空悬挂吸收屏或黑障,影响短波正常的电离层传播。它还可以人为地产生电离层空洞即等离子体窗口,并激发等离子体新谱线。电离层调变是 一种对电离层的人为控制,借以进行热核聚变反应的模拟和地球局部电离环境的暂时改变 。电离层调变具有重大的理论和实际意义,并有十分明显的潜在军事价值。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|3404 次阅读|0 个评论
电离层中电离层扰动的简单小结
williammilo 2010-2-16 07:01
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层中电离层扰动/ 1.电离层扰动是指 电离层结构偏离其常规形态的急剧变化 ,又称 电离层骚扰 。 电离源的突变、非平衡态动力学过程、不稳定的磁流动力过程和某些人为因素等 ,都可引起电离层扰动。它常严重影响电离层中无线电波的传播。 2.电离层突然骚扰是一种来势很猛但持续时间不长(一般为几分钟至几小时)的扰动,它仅发生在日照面电离层的 D层。这种扰动由太阳耀斑引起,耀斑区发出的强烈远紫外辐射和X射线,大约8分钟后到达地球,使地球向阳面电离层特别是D层中的电子密度突然增大。这种现象称为电离层突然骚扰。 当发生这种骚扰时,从甚低频到甚高频的电波传播状态均有急剧变化 。 3.电离层暴指的是持续时间为几小时至近10天的常与磁暴相伴的强烈电离层扰动。 太阳局部扰动除爆发出大量电磁辐射外,有时还辐射出大量带电粒子 流。 粒子流到达地球一般要1~2天左右,它们与磁层和高层大气相互作用,可使正常电离层(特别是F层)状态遭到破坏,称为层骚扰 。这种骚扰有负相(临界频率下降)、正相(临界频率上升)和双相(临界频率有升有降)骚扰之分。骚扰时临界频率变化一般大于30%。太阳质子事件或磁层亚暴期间,极区电离层电离激增, 会引起急始吸收、极光带吸收、极盖吸收和长波相位异常等现象 。 4.此外, 火山喷发、地震、台风和雷暴可激发中尺度大气重力波扰动 ; 地面核试验激发的重力波可影响几千公里外的电离层;高空核实验的各种电离辐射,更能显着地破坏电离层 ; 大功率短波雷达加热等人工手段和空间飞行的释放物,也能引起电离层扰动 。这些自然因素和人为因素激发的电离层扰动,都是外空环境监测的主要对象。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|4512 次阅读|0 个评论
电离层中电离层不均匀体小结
williammilo 2010-2-16 05:42
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层中电离层不均匀体/ 1.电离层不均匀体出现 在规则电离层中的不同电离密度的云块状结构 ,其电子密度高于或低于周围介质的平均电离密度,电子密度的最大相对变化通常只有百分之几,个别情况或小区域内可达百分之十至二十。不均匀体的形状和大小是指 电离等值面的平均形状和大小,通常它是各向异性的 。 2.因此大小常指某特定方向上的尺度。不均匀体的尺度谱很宽,大的可达几千公里,小的只有20~30厘米。 不同尺度的不均匀体的形成机制是不同的,它对无线电波传播的影响也各不相同 。对多数电子系统来说,这些影响通常是有害的。因此,设计无线电系统时,必须尽量考虑减少不均匀体的影响。 3.电离层中经常存在尺度为 几十米至几公里的小不均匀体 ,能引起 中波与短波的快速衰落、甚高频段电波的前向散射和卫星信号的相位闪烁 。这些传播效应是随机的,影响电子系统的精度。在100公里高度以下,小不均匀体是由大气湍流引起的;在100公里高度以上,是由流体不稳定性产生的等离子体湍流引起的。较强的流体不稳定性还会引起中纬度地区的Es层和扩展F层现象。 4. 电离层等离子体不稳定性会引起尺度较小的不均匀体 。在垂直地磁场的方向上,尺度最小的只有20~30厘米,它可在赤道和极区引起 Es层和扩展 F层现象、甚高频段电波跨赤道远距离传播、极区电波的散射耗散、米波至毫米波段卫星信号的闪烁、米波雷达的强后向散射 ,甚至在700~800公里高度上也出现 羽柱状回波 。这种不均匀体对空间电子系统常产生有害的影响。此外, 极光粒子沉降会直接形成不均匀体 ;流星余迹也是一种不均匀体;电波加热会引起 等离子体不稳定性和电波的非线性传播,还可能激发甚低频电磁波辐射 ;空间飞行器的动力扰动及其释放物也会引起电离不均匀体。这些人为因素引起的不均匀体对电子工程的影响正日益受到人们重视。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|3594 次阅读|0 个评论
电离层电波传播中电离层简单小结
williammilo 2010-2-16 04:20
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层电波传播中电离层/ 1.电离层从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度的地球高层大气空域,其中存在 相当多的自由电子和离子 ,能使 无线电波改变传播速度,发生折射、反射和散射 ,产生极化面的旋转并受到不同程度的吸收。大气的电离主要是 太阳辐射中紫外线和X射线 所致。此外, 太阳高能带电粒子和银河宇宙射线也起相当重要的作用 。 2.太阳辐射使部分中性分子和原子电离为自由电子和正离子,它在大气中穿透越深,强度(产生电离的能力)越趋减弱,而大气密度逐渐增加,于是,在某一高度上出现 电离的极大值 。大气不同成分, 如分子氧、原子氧和分子氮等,在空间的分布是不均匀的。它们为不同波段的辐射所电离,形成各自的极值区 ,从而导致电离层的层状结构。在电离作用产生自由电子的同时,电子和正离子之间碰撞复合,以及电子附着在中性分子和原子上,会引起自由电子的消失。大气各风系的运动、极化电场的存在、外来带电粒子不时入侵,以及气体本身的扩散等因素,引起自由电子的迁移。电离层内任一点上的电子密度,决定于 上述自由电子的产生、消失和迁移三种效应 。在不同区域,三者的相对作用和各自的具体作用方式也大有差异。 3.在55公里高度以下的区域中, 大气相对稠密,碰撞频繁,自由电子消失很快,气体保持不导电性质。在电离层顶部,大气异常稀薄,电离的迁移运动主要受地球磁场的控制,称为磁层 。电离层的主要特性, 由电子密度、电子温度、碰撞频率、离子密度、离子温度和离子成分等基本参数 来表示。 4.电离层模式是指 电离层诸参量随高度变化的数学描述 。 这种变化与地理位置、季节、地方时,以及太阳和地磁活动性有关。复杂的电离层形态给实际应用带来极大困难 ,因此,人们在大量实测数据的基础上,用较简单的数学模式描述电离层形态和结构,以便在无线电通信和宇宙航行等工程设计中应用。研究最多的是对 无线电波传播有直接影响的电子密度模式 。由于来自外空,太阳和地球大气本身的 各种扰动源的激发 ,电离层还会 产生相应的扰动变化和不规则结构,表现各种不同的形态 。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|3434 次阅读|0 个评论
电离层电波传播简单小结
williammilo 2010-2-14 22:28
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层电波传播/ 1.电离层电波传播是指受地球上空约55~1000公里 弱等离子体区域制约的无线电波传播 ,包括在这个区域内和透过这个区域的电波传播。电离层电波传播特性电离层电波传播十分复杂。对一定波长的电波,若介质性质在一个 波长内变化不大 ,则 磁离子理论 能描述这些区域中的电波状态;但当波行近反射点时,磁离子理论失效。在这两个区域的中间区域,磁离子理论只是一种 近似描述 。比磁离子理论更进一步的近似,是 所谓慢变化介质中的射线理论 ; 在突然变化的边界则须用全波解的理论 。 2.电离层是 冷的弱等离子体 ,呈电中性。 入射电波的电场引起电子强迫振荡和加速运动,发生次波辐射 。所有次波辐射与入射波叠加起来形成电离层中的波场,改变入射波的波场性能。电离层中有大量中性分子和离子,运动的电子与它们碰撞后, 有部分能量转变为中性分子和离子的热运动能 量。这样的能量交换使电波能量衰减,称为电离层吸收。 3.电波的电场会引起介质极化,形成极化电流,在电离层介质中 引起位移电流和传导电流 ,二者相位差为90°,故介电常数是复数,与频率有关。在同一条件下, 不同频率的电波有不同的折射率、传播速度和传播路径 ,这就是色散关系,所以电离层是色散介质。电离层处在地磁场中,电子运动时因受地磁场的洛伦茨力作用而围绕磁力线旋转,旋转频率称为磁旋频率,其大小可以与短波频率相比。若电波传播方向与地磁场方向一致,如在极区向上垂直发射电波到电离层,则称为纵传播;若电波传播方向与地磁场方向相互垂直,如在磁赤道向上发射电波到电离层则称为横传播。这时,电子运动状态, 在某一特定条件下可忽略磁场作用 。 4.一般来说,电波在电离层中 传播的方向与地磁场方向成一定夹角 。当电波频率大于磁旋频率时,电子旋转时在电波传播方向和垂直电波传播方向均出现电矢量,并不断改变方向和大小。这些场与原来场量相加,其电矢量端点轨迹将在空间描出椭圆。磁矢量也有相同情况,称为偏振。由于介质的特性,一般有两个特征椭圆偏振波,其旋转方向一个向左,一个向右。在一定条件下可退化为圆偏振或线偏振。 在电离层中入射的线偏振波会分裂为两个旋转方向相反的偏振波,称为寻常波和非常波,各自独立传播。这一现象称为磁离子分裂或电波双折射 。 5. 在临界频率附近 , 频率较低者对应于寻常波,频率较高者对应于非常波 。在一定条件下寻常波和非常波近似于两个反向的圆极化波,它们在电离层中传播时保持各自的圆极化不变,在传播路径上某一固定点上总可以合成为线偏振波。 由于它们的相速度不相等,在不同的点上合成波的线偏振平面互不相同,也就是在电波传播过程中线偏振面是不断旋转的,这种现象称为法拉第旋转 。 6.实际上,入射到电离层的电波并非单色波,在时间和空间上都是有限的,并且带有一定的信息。 即使是单一频率的波也不一定是单色的,而是由许许多多频率单色平面波组合而成的。这样的波群的包络称为波包 。以这样调制过的电波射入色散介质电离层中,每个频率各自遵循自己的折射路径传播。显然,传播以后不可能恢复原状而产生畸变。单色波和波包在电离层中传播的速度是不同的,单色波的速度是等相面移动速度,称为相速度;波包的传播速度称为群速度。相速度和群速度在计入地磁场影响的电离层中,在方向和数值上都不相同。电波矢量的相速度移动所经历的路程为相路径。电波能量以群速度传播所经历的路程为群路径。在电离层探测中所得的大量信息,都是直接观测群路径而获得的。 7.电离层电波传播特性,可以从磁离子理论最基本的 阿普顿-哈特里 公式导出。这个公式给出了 介质中寻常波和非常波折射指数与等离子频率、碰撞频率、磁旋频率、电波频率,以及入射波方向与磁场夹角之间的关系 。当电波以一定角度入射某一电离分布的电离层时, 频率越低则越易被反射 ,且深入电离层越浅;反之,频率越高则越易穿过电离层,路径被电离层弯曲程度越小。 8.电离层对超长波至微波频段的电波均有影响,只是影响程度不同,传播效应各异。高于100兆赫的电波因电离层电子密度不足以造成反射,且折射作用也不大,能直接穿过电离层。 地-空通信、远程警戒雷达 就基于这个原理。但是,电离层存在大量不同尺度的不均匀结构,使透射电离层的信号的振幅和相位产生起伏,这种现象称为电离层闪烁。闪烁现象在磁赤道±20°之内出现较多,在极区也较严重,而在中纬地区较弱(见视距电波传播、光波传播、10GHz以上电波传播)。 9.散射 传播效率低 , 信号强度弱,衰落快,距离有限且信道间互相干扰 ,因而限制了它们的广泛应用。对长波、中波和短波(30千赫~30兆赫的电波,可利用电离层反射实现远距离甚至环球传播。长波天波传播广泛应用于 导航和授时 。中波天波传播广泛用于 广播和导航 。短波传播广泛用于 通信和广播 。 短波设备简单、经济、方便、传播距离远,是远距离通信的重要手段之一 。 中波、长波传播有天波和地波干涉的问题;而短波信道则易受电离层不稳定的影响 。极低频、甚低频 (0.3~30千赫)波段的电波, 可在地与电离层所构成的同心球壳间实现“波导传播”,其优点是传播相位稳定和传播距离远,广泛用于导航、授时和通信 。
个人分类: 电子信息工程与计算机科学|7485 次阅读|0 个评论
叶公节先生
suliantuo 2009-3-16 16:36
有时候对一个人的怀念会持续好久,在尊敬的回忆中伤感会一丝丝地提醒:他已经走了! 近一段时间在准备自然科学基金的申请,申请人简介中要写发表论文情况。把以前文档当中现成的列表拷贝过来,十年前的论文已经太旧了, 一条条地删掉一些求学、研究历程和合作关系就此隐入历史了,这其中就有博士期间导师徐继生老师与叶公节先生合作关于电离层无线电 层析成像方面的论文。博士毕业后我换了个方向,继续做以前的无线电海洋学研究。那天突然间感到好久没有叶先生的消息了,上网搜了搜, 大吃一惊,在台湾中山大学的网页上发现工學院成立「葉公節教授紀念受贈款」的消息,打开看到: 為表達對已故前國立中山大學工學院院長葉公節教授無限的追思感念,及延續對學生的關懷提攜精神,工學院成立「葉公節教授紀念受贈款 」並在7日舉行第一屆獎學金頒獎典禮,葉師母榮懋緒女士、千金葉懿卿博士、公子葉卿愷博士親自出席,校長張宗仁、工學院院長鄭木海及 多位教授共同與會。葉師母特別勉勵學生珍惜讀書機會努力學習,將來為國家社會貢獻心力。 又搜到一篇IEEE AP Vol.45(3)上由叶先生在UIUC和台湾的学生、同事包括台湾中央大学刘兆汉教授和中山大学林根煌教授写的In Memoriam: K.C.Yeh才知道叶先生早已于2003年6月27日因病去世!一时觉得岁月无情,心中怅然若失。 我不是叶先生的学生,甚至仅有一面之交,那是攻读博士学位期间参加徐老师课题时听过他的一场报告。当时叶先生主持建立了国际上第一条 低纬电离层无线电层析观测台链(LITN),横跨上海、温州、中坜、高雄和菲律宾的碧瑶、马尼拉,大陆这边的观测和数据处理由徐老师负责 。1997年5月叶先生和几位台湾教授来武汉大学讲学,内容有关磁暴或日食(?)的电离层响应问题。当时正逢中山舰刚从长江金口打捞 上来,因此报告之后叶先生一行提出去瞻仰中山舰。徐老师做好安排,我们一起陪同去参观。中山舰在武昌船厂的船坞大修,在锈迹 斑斑的舰艏前,叶先生久久伫立,凝望铭牌上那依然清晰的中山二字,沉思良久。在In Memoriam: K.C.Yeh那篇文章里提到,叶先生的 中学时期在战乱之中先后辗转就读过十六所中学,也许中山舰的沧桑让他联想起了他少年时经历的磨难,这种磨难让他对当年民族所遭受的苦难 感同身受。 后来我们一起去鄂州西山游览,叶先生体型较胖、年近七十但步伐有力,一路谈兴甚浓。我问到他与刘兆汉教授合著的经典教材《电离层波理 论》。我知道叶先生的名字就是从这本书开始,当时叶公节这个名字给我印象很深,因为不象常见的大多数人的名字,一般都是表达对平安、仕途、财富、智慧的追求,而他的名字则透露着文骨古风的意境。他说那本书他们从1959年开始写,之后由于空间探测竞赛的时代背景使无线电科学和电离层探测技术日新月异、不断发展,他们不断对 原稿补充修改,一直到1970年代初才完成。在这本书的序言中有一句话表达了这个意思:...有时候,想与当今发展并驾齐驱的企图难免受挫,而在我们走完黑暗隧道看到光明之前总会有一些未能预料的曲折。1959年叶先生刚拿到博士学位不久即开始了该书的写作,他的研究方向是利用当时前苏联的第一颗 人造地球卫星Sputnik的信标探测电离层不均匀体的结构和运动特征。之后他倡导发起和参与了众多利用全球各地观测台站组网探测电离层 的活动,担任众多学术性职务。八十年代参加筹办台湾中山大学工学院: 1958年獲史丹福大學電機博士學位。當時正逢人造衛星蓬勃發展時期,他回母校伊利諾大學展開長達四十年的電波傳播學術教育生涯。 受中山大學創校校長李煥感召,投入無比的心力協助創立電機系並擘劃工學院,先於1981年接任電機系主任一職,在相關師資非常缺乏的情況 下極力奔走聘任專業師資,將當時工學院唯一學系所需的課程一一開設,才在一年後放心交棒返回伊大。1992年在第三任校長林基源邀請下, 再度回中山並接任工學院院長。擔任院長期間,他擴充工學院的系所規模、興建電機資訊大樓、編輯研究成果。在學術研究上,主辦台灣第一 屆無線電科學研討會、國際性日全蝕觀測數據的Workshop、及領導跨國性電腦斷層的電離層觀測、研究台灣緯度特有的赤道異常區電離層等。 游览回来的路上,叶先生看到一处中学的校门上挂着文明学校的牌匾,十分不解,说学校就是文明之地,为什么非要多此一举?难道还 有不文明的学校吗?。是啊!我们的教育太专注于如何让学生得到过度教育,却在一些基本常识和基本逻辑层面的东西上表现出惊人的失职 和无知!作为一名教师,上述工学院网页上是这样评价的: 校長張宗仁表示,當他任教於理學院,曾與葉教授共事一段時日,從葉教授身上不但感受到理工學者實事求是、追求真理的特質,而謙沖自 牧,待人處世誠懇仁厚,更教人十分欽佩。 工學院院長鄭木海說葉教授不僅是傑出的研究學者,同時也是極受學生愛戴的人師,雖然生命隕落但精神仍長存於同事與學生心中。 受教於葉教授最深的電機系教授林根煌,憶起往日恩師諄諄教誨與提攜之恩難掩激動情緒,久久不能平復。葉教授雖然待人客氣謙虛,但對 教學品質的要求嚴格卻絲毫不能打折扣。印象中最深刻的是葉教授擔任電機系主任,林教授在他門下作研究,因系上某老師授課內容不理想而 向葉教授反應,葉教授除了要求學生仍對該老師應有的尊重外並查明原因,經查證屬實後立即撤換該老師授課科目,由葉教授親自授課。 AP上那篇文章的结尾是:K.C.Yeh's scientific productivity, generosity, and gentle demeanor have inspired many collegues and students throughout the world. His contribution will continue to do so for many years to come. 我想我也算受到叶先生科学精神激励的学生之一吧! 叶先生生命的长河浩浩荡荡,曾有一朵小小的浪花飞溅到我的身上,我珍视它并籍此寄托对先生的尊敬和追思。
个人分类: 做事|7793 次阅读|1 个评论

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-6-2 20:14

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部