高频地波超视距雷达述评

高频(HF)地波超视距雷达(GW-OTHR)利用雷达波束绕地表面衍射作用,能探测视距外的舰船、低空飞机和巡航导弹,不仅覆盖面积大、费用低,能弥补常规微波雷达低空盲区和天波超视距雷达的近距盲区,也无需注意电离层的变化,且可反隐身、抗反辐射导弹(ARM),因而在许多国家的国民经济和国防领域中得到了广泛的应用。论述了地波沿海面传播的特性和探测能力,并对超视距雷达的发展和应用进行了介绍。

天地波混合组网高频超视距雷达阵列幅相误差的校准方法

针对天地波混合组网高频超视距海洋探测雷达系统,研究了阵列通道幅相误差的校准方法。通过相位偏置,将各站不同频率的回波分离开来;利用直达波校正原理,以及双层优选直达波幅相校准系数的方法,优选出最稳定的地波站直达波的幅相校准系数进行阵列幅相误差的校准,实现天波直达波到达角的估计。试验结果表明,该方法可以有效地避免杂波干扰引起的、不正确的校准值的影响,从而获得稳定的幅度和相位校准值,实现对阵列实时的校正。在此基础上,将校准后船只航迹的定位与AIS数据进行对比,结果吻合,表明了方法的可行性。

天地波高频超视距雷达阵列校准方法

针对天地波高频超视距雷达系统,研究了阵列幅相误差的校准方法。利用方位已知的直达波信号得到的幅相误差值,可以用来对天线阵列进行校准。而在实际雷达工作中,信号会受到杂波和环境影响从而导致校准值的稳定性变差。因此,采用对应时刻的校准值直接补偿会带来较大的误差。针对传统直接补偿存在的缺陷,提出了一种改进方法。该方法采用高斯函数累加模型对每个时刻校准值进行优选,从而达到校准值优化的目的。试验结果表明,该方法能够提高海流结果的准确性。

基于空间多波束的高频地波雷达电离层杂波抑制算法

在小孔径高频地波超视距雷达系统中,普遍存在一种覆盖一定距离单元,多普勒单元以及全部角度单元的电离层杂波。为抑制该杂波并且提高被其淹没目标的检测概率,该文提出一种基于空间多波束的电离层杂波抑制算法。该方法充分利用宽波束时波束间具有很强相关性的特点,以及实际情况下杂波覆盖的距离单元数或多普勒单元数远远多于目标所覆盖的单元数的特点来实现杂波信息的估计与抑制。仿真实验与实测数据结果均证明该方法可以有效地抑制电离层杂波,并显著地提高被淹没目标的检测概率。

高频段目标RCS的测试及理论分析

用FDTD法对船目标的RCS进行了理论计算和分析。为验证计算结果 ,在几个频率上对船目标的RCS进行了测试。在高频段 ,由于回波中可能包含各种干扰 ,如周围环境的反射、地网的损耗等 ,即使有足够强的目标回波 ,也难以测试到较精确的RCS。针对这种问题 ,介绍了一种测试方法 ,该方法消除了外界其他因素的干扰。

基于杂波聚类与贪婪策略的电离层杂波智能处理方法

在高频地波超视距雷达系统中,电离层杂波作为一种时变、非均匀、非高斯的复杂杂波,其抑制方法一直是困扰国内外的研究难点。针对传统杂波抑制方法对电离层杂波的处理能力单一、普适性差的问题,该文开展了杂波智能分类抑制处理方法的研究,通过对电离层杂波的成因与特性分析,提出了一种基于杂波聚类与贪婪策略的电离层杂波智能处理方法,对电离层杂波进行分类分情况处理。实验分析表明该方法对电离层杂波的抑制性能优于典型传统算法。

基于STAP的电离层杂波抑制方法

高频地波超视距雷达能够完成视距外的海洋环境监测以及目标检测与跟踪,但是电离层杂波的存在会使高频地波超视距雷达的目标检测和目标跟踪等性能严重降低,特别是当目标方位与电离层杂波方位一致或相近时,目标检测难度大大增加。利用实测数据分析了电离层杂波的相关性,根据电离层杂波的特点,提出了基于空时自适应处理方法抑制电离层杂波,并通过实测数据,验证了方法的有效性。

一种改进模糊C均值聚类的电离层杂波分类方法

在高频地波超视距雷达系统中,电离层杂波作为一种时变、非均匀、非高斯的复杂杂波,其复杂性导致了单一杂波抑制算法无法有效地抑制电离层杂波。针对不同特性,将复杂的电离层杂波进行分类,可以有效地提升电离层杂波抑制性能。常规的杂波聚类方法由于仅在特征空间进行聚类,分类结果存在空间分布离散化的问题。针对该问题,结合电离层杂波特性与其邻域空间信息,提出了一种基于改进的模糊C均值距离的电离层杂波分类方法,利用仿真数据与高频地波雷达实测数据进行分析。该方法在不降低聚类性能的情况下,具有更符合实际物理意义的聚类结果,并具有更高的分类精度。