高频超视距混合天地波雷达海杂波特点分析

采用天波发射、地波接收混合体制模式的高频超视距雷达,由于收发站分置,使得其一阶海杂波谱与单一模式下相比呈现出不同的特点。该文简单介绍了这种混合体制雷达的系统构成和工作原理,针对这种体制特有的几何结构推导了其定位原理,结合这种雷达的电磁波传播路径和收发分置的工作模式,推导了一阶海杂波多普勒频率的理论计算公式,分析了一阶海杂波随不同方位而变化的现象,并通过实测数据对理论分析结果进行了验证。

高频超视距雷达系统发展现状及趋势

以高频超视距雷达系统为研究对象,结合该系统的最新技术成果,阐述了该系统的分类及发展现状,分析了该系统的未来发展趋势及展望,在此基础上,针对我国该系统的需求,在其研发生产、使用配置上提供一定的参考。

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。

高频超视距雷达频域脉压系统的设计

高频超视距雷达是目前世界上研究很多的一种雷达,具有探测距离远,抗干扰能力强,抗隐身等特点,通常采用大时宽带宽信号。脉冲压缩是现代雷达普遍采用的一种信号处理方式。通过探讨运用多通道频域脉压技术解决大时宽相位编码信号的雷达系统由于脉冲压缩处理而造成运动目标检测性能下降的问题,在分析频域脉压原理和旁瓣抑制原理的基础上给出了多通道频域脉压实现框图。

高频超视距雷达海面回波多普勒谱仿真与分析

海面回波多普勒谱的特性是研究高频雷达目标检测与海态遥感应用的理论基础。本文根据Barrick等人提出的一阶、二阶海面回波散射截面积方程，研究了海面回波谱的形成机理，并通过仿真试验分析了不同海态和雷达工作参数情况下的海面回波功率谱的特性。仿真结果表明，正、负一阶海面回波功率谱的相对大小受海面风向影响，通过一阶海面回波功率谱的相对大小可以反演海面风向信息；二阶海面回波谱受海面风速的影响，在海态遥感中可用于提取海面风速信息。但是，海态或雷达工作频率的增加将会引起二阶海面回波谱能量的增强，进而影响高频雷达的目标检测性能。

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。

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。

基于ADS的高频雷达接收机仿真实验设计

系统综合实验的开设在射频电路实验教学中占有重要地位。为了设计出既适合射频教学又具有专业特色的实验项目,尝试将科研项目成果引入到实验教学环节,开设了基于先进设计系统(ADS)的高频雷达接收机仿真实验。该实验以一个高频地波雷达系统为原型,结合实际的设计指标,利用ADS仿真软件的行为级功能模块,来完成雷达射频前端系统的设计与建模,并对雷达接收机的灵敏度、增益、频带选择性、动态范围等重要指标进行仿真验证,评估系统性能,进而掌握射频系统设计的关键点和主要思路。实践表明,该实验能够较好地将理论与实践结合起来,培养学生结合应用背景来分析设计指标的能力,激发学生对射频工程的兴趣,锻炼学生分析并解决实际问题的意识和思维,达到了预期的效果。

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。

船舶海上远距离目标搜索定位算法研究

基于高频超视距雷达的船舶海上远距离目标探测技术是一种利用雷达系统进行海上目标探测和测距的技术。该技术利用高频电磁波的特性,通过发射电磁波并接收目标反射回来的信号,实现对远距离目标的探测和定位。该技术的关键在于如何实现雷达探测过程的海杂波、地杂波等干扰信号的过滤,提高远距离探测的高频超视距雷达系统的工作精度。本文分别从高频超视距雷达的工作原理、杂波干扰信号建模、信号过滤、远距离目标探测算法等方面进行研究,通过该目标搜索和定位技术,船舶可以在海上实现对远距离目标的实时监测和跟踪,提高海上安全性和航行效率。

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。

机动式双基地地波OTH雷达的若干关键技术研究

高频地波超视距 (OTH)雷达在海上具有超视距空海探测能力 ,同时还具有反隐身、抗反辐射导弹等特点 ,目前地波超视距雷达正朝舰载和双 /多基地组网方向发展。从舰载地波超视距雷达、稀布阵综合脉冲孔径雷达和双 /多基地雷达的基本原理出发 ,对机动式双基地地波超视距雷达的多项关键技术进行了研究 ,并指出了未来的技术发展方向。

一种提高随机断续谱信号多普勒分辨率的算法

随机断续谱信号可以降低外部窄带干扰对于高频超视距雷达所产生的影响.但是由于雷达系统对于多普勒分辨率的要求,限制了在长达数百秒的相干积累时间内断续谱信号频谱选择的灵活性.本文针对速度分辨性能要求与抗干扰性能要求之间存在的矛盾,提出了使用一种将数个具有不同频谱分布的短相干积累时间随机断续谱信号子段拼接而成的信号.该种信号不仅保持了原有随机断续谱信号速度分辨性能,而且具有更高的频率选择灵活性以提高系统的抗干扰性能.

基于多维匹配场处理技术的扩展杂波抑制算法

高频天波超视距雷达通过电离层的折射作用 ,具有同时超视距监测大区域范围的能力。但是由于高频HF段的电波传输环境复杂 ,存在相位路径失真和多模式传输等多种不利因素 ,会导致接收到的杂波展宽 ,从而淹没于杂波附近的目标回波。主要讨论了位于相邻探射区域反射的一致杂波的展宽现象 ,在针对该现象的原始匹配场处理方法的基础上 ,提出了多路信号形成多维交叉相关的方法。通过实验仿真说明 。

一种基于多扫频接收方案的电离层相位失真估计算法

高频天波超视距雷达(OTHR)利用电离层的反射,具有超视距监测大区域范围内目标的能力。但电离层的时变性将导致长相干积累时间条件下相位路径失真,造成回波谱展宽,不利于舰船目标的检测。本文提出了一种基于多扫频接收方案的电离层相位失真估计算法,可获得很高的相位路径失真估计精度。通过详细的理论推证和仿真实验验证了该方案的可行性。

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。

天波雷达中抑制距离多跳回波的波形设计方法

高频天波超视距雷达所独有距离多跳现象,使得位于雷达威力覆盖范围以远的杂波通过地面与电离层的多次反射进入到雷达的接收阵列。该距离多跳回波在某些特定的距离单元呈现较强的扩展杂波,淹没位于该区域的目标信号,形成检测盲区。采用了一种脉间相位编码波形,多跳扩展杂波经过距离-多普勒处理后会附加一个多普勒频移,从而可搬移到任意设定的多普勒区间,使原本掩盖的目标显现出来。通过实验仿真表明,该波形能够有效的移除扩展杂波,增强位于扩展杂波区目标的可视性。

暴时中纬电离层垂直与斜向返回联合探测

2015年6月22日发生了一次特大地磁暴。磁暴期间，在我国中纬度地区进行了一次电离层垂直和斜向返回联合探测。文章利用电离图反演和短波射线追踪技术对磁暴期间的电离层扰动情况作了分析。结果表明在磁暴的恢复相前期出现了电离层负相暴扰动，扰动幅度先减小后增大，扰动幅度最大出现在当地时间下午四点。电离层负相暴扰动导致电离层先上升．后下降．导致高频天波超视距雷达最大可用频率降低．距离覆盖盲区增大。