舟山海域高频地波雷达表层流探测试验

2015年4月7-30日,在浙江省舟山近海海域开展了“嵊山-朱家尖”小型阵列变频高频地波雷达系统的海上比测试验,通过雷达观测数据与定点ADCP海流资料的比对检验了地波雷达表层流探测性能。径向流比对结果显示,测点与雷达法向夹角越小,距离雷达距离越近,径向流比测结果越好,雷达探测的结果越可靠。嵊山站径向流与ADCP观测结果的各站总体平均误差为7.98 cm/s,平均均方根误差为15.34 cm/s,平均相关系数为0.89,朱家尖站径向流与ADCP观测结果的各站总体平均误差为6.24 cm/s,平均均方根误差为12.36 cm/s,平均相关系数为0.81。根据矢量流比对结果显示,矢量流速与ADCP观测结果的各站总体平均误差为4.82 cm/s,平均均方根误差为15.03 cm/s,平均相关系数为0.44。设置在嵊山、朱家尖两个雷达站双站探测的核心区域(两个雷达站连线的中垂线上,并且与两个雷达站构成一个近似直角三角形)的站点比测结果更加理想,当流速大于0.25 m/s时,对于核心区域平均后的流向均方根误差为24.9°。

舟山地波雷达数据分析

2007年,小型阵变频高频地波雷达布设在朱家尖和嵊山对共同覆盖范围内的舟山海域进行风、浪、流的业务化探测。本文将台风期间高频地波雷达的探测数据分别与定点浮标观测数据和ASCAT卫星遥感大面积风场数据进行了对比分析。结果表明,高频地波雷达在台风期间较好地反映了舟山海域流场特征和风场分布情况,高频地波雷达的探测数据精度满足指标要求,验证了高频地波雷达在复杂海况条件下具有合格的探测性能。

基于海杂波修正的OTHR空中目标RCS估计

天波超视距雷达工作在时变的电离层传输状态下,通过回波能量难以对空中目标的雷达散射截面积(RCS)进行有效估计。为此,提出了一种基于海杂波修正的目标RCS估计方法,建立了RCS估计卡尔曼滤波模型和RCS仿真数据辅助模型。通过两型民航目标的仿真和实测数据验证了所提模型的有效性,其在不同时段、雷达工作状态和电离层传输条件下,实现了对目标RCS和电离层损耗的稳健估计,并利用目标电磁仿真数据进一步辅助提高了对已知类型目标的估计效率和准确性。

海洋表面流的高频雷达遥感

解释了利用高频雷达探测海洋表面流的基本原理，简要介绍了新研制的海态监测分析雷达OSMAR的组成及其工作流程，着重分析了利用OSMAR探测北部湾海流的实验结果．

高频雷达抑制冲击干扰的研究与实验

工作在高频波段的超视距雷达如何抑制雷电、无线电通信等信号的冲击干扰是目前国内外尚未解决的问题。本文首次揭示了这种干扰在雷达多普勒域存在的奇异性特征，并根据这种特征提出了在多普勒域检测冲击干扰的小波分析方法和高频雷达抑制冲击干扰的方案。现场实验结果表明这种方法简便有效。本文从理论上解决了在窄带相关系统中检测冲击干扰的问题，工程上实现了高频雷达对冲击干扰的抑制。

斜投影极化滤波器

极化滤波是高频雷达等系统抗干扰的主要手段.在斜投影技术基础上,本文通过分别建立目标信号和干扰的极化子空间,提出一种斜投影极化滤波器.该滤波器在抑制干扰的同时不会对目标信号产生影响,是传统极化滤波器的推广和完善.文中给出了斜投影极化滤波算子的构造方法,分析了极化参数估计偏差对滤波器性能的影响,并对其抗干扰效果进行了仿真.仿真结果表明斜投影极化滤波器是一种有效的极化滤波技术.

OSMAR高频地波雷达福建示范系统径向流数据质量分析

OSMAR高频地波雷达是863计划海洋技术领域的成果,其福建示范系统的两个远端站分别设置在福建省东山县和龙海市境内,2005年6月开始试运行.本文对2005年6、7月份试运行期间雷达远端站给出的遥感径向流数据质量进行了统计分析和初步的海洋学验证.分析结果显示,雷达返回径向流速质量随观测距离增加呈下降趋势,并有明显的日夜差异,日间质量优于夜间.初步验证表明,经质量控制处理后所提取的径向流M2分潮的振幅和相位的空间分布具有与以往研究结果一致的特征.雷达系统所返回的径向流数据在经过适当的质量控制处理后可以有效地反映覆盖海区表层海流及其时空变化.

消除风向模糊性的一种方法

针对高频雷达探测海面风向存在模糊性的问题 ,提出了一种简单易行的多波束最小差值算法 .应用该方法对 OSMAR2 0 0 0在东海的数据进行风场反演 ,并和观测船实测结果对比 ,两者吻合甚好 ,风向平均误差为2 0°,探测距离可达 2 0 0

高频地波雷达接收机研制

论述了调频中断连续波 (FMICW)信号解调原理 ,分析了用于海洋环境监测、采用 FMICW体制接收机的特点 ,给出了相控阵高频地波雷达多通道接收机的技术要求及设计要点 ,对工作在干扰和噪声特别大环境中的短波低频段接收机提出了应采取的抗干扰措施 .现场实验表明 ,该多通道接收机在选择性。

高频雷达海洋回波信号的混沌特性研究

高频波段海洋回波信号表现了非线性和频谱时变性 .传统的谱分析方法 ,无法反映回波信号在时间上的演化规律 .本文应用混沌动力学方法分析和计算了高频波段海波回波信号的混沌特性参数 ,并通过高频地波雷达实测数据的验证 ,首次得到了高频无线电波海洋回波信号呈现混沌特性的结论 .这一结论对高频雷达目标探测和海态遥感研究都具有重要意义 .

高频地波雷达海流验证研究述评

本文对高频地波雷达发展与应用过程中海流的对比验证研究进行了回顾与总结。不同的验证研究采用的对比设备与验证方法有所不同,但都通过海上同步观测对雷达反演的海流进行对比,经统计分析评估二者之间海流观测的差异。这些研究表明,地波雷达反演的海流流速和对比观测的均方差水平在10—20cm·s-1之间,主要来源是对比所用仪器与雷达观测目标之间的差异,仪器和雷达海流的测量误差。

高频地波雷达波形参数设计

根据线性调频中断连续波 (FMICW)雷达原理 ,针对高频地波雷达探测海洋表面动力学要素的要求 ,给出了雷达信号数据采集与处理过程 ;分析了被压地波脉冲中断的雷达回波信号可以进行连续采样的原理 ;设计了无距离混迭和 Doppler频率混迭的 OSMAR2 0 0 0雷达工作参数 .该雷达主要技术指标为 :距离分辨率 2 .5 km ,最大探测距离 2 70 km ,时间分辨率 13m in,雷达工作比 0 .44 ,测速分辨率 2～ 3cm/ s.现场实验表明 。

海洋杂波对高频雷达检测海面上低速目标的影响

由BarrickHF雷达海洋回波散射截面方程出发，求出单位波束宽、单位海域的海浪回波散射截面。并用一天线口径为25km，分辨率为1．5km的雷达系统，研究了海来波对HF雷达检测海面上雷达截面积为30dBm2的小船目标和50dBm2的大船目标的影响。

高频雷达射频干扰自适应对消

针对高频雷达中存在的射频干扰空间结构非平稳特性 ,Fabrizio提出了一种干扰抑制方法 .然而 ,该方法忽视了对目标信号相干积累的影响 .本文分析了这种影响 ,在此基础上提出了一种新型的天线方向图综合算法 ,并进一步将其应用到射频干扰自适应对消中 .

OSMAR2000探测海面风浪场原理与实现

从 Barrick反演无向浪高谱的公式出发 ,在高频地波雷达 OSMAR2 0 0 0工作频率条件下 ,对反演均方浪高、浪周期的公式进行了修正 ,并将其应用于高频地波雷达 OSMAR2 0 0 0的风浪场的反演 ,将反演结果与同时进行现场工作的传统海洋探测设备输出结果比较 。

高频地波雷达的电离层杂波识别新试验

为了验证电离层杂波干扰的存在及研究其对高频地波雷达性能的影响,武汉大学电波传播实验室在浙江舟山东沙试验基地利用高频地波雷达完成了电离层杂波干扰识别新试验。试验采取改变地波雷达发射天线结构即改变发射天线的波束指向,使得电磁波垂直向上发射,进行电离层垂直探测试验;同时也有部分能量向海洋传播,从而获得海面Bragg散射回波。与此相对应地采用垂直极化的三元八木天线向海洋表面发射电磁波,同时获取海洋回波与电离层杂波。详细介绍了试验过程并对实测结果进行了初步分析,并介绍了新近研制的便携式高频地波雷达OSMAR-S的系统结构及其工作参数。

高频地波雷达工作环境对系统性能影响的分析

与常规微波雷达不同,高频地波雷达的工作体制和特点使其探测性能更多地受到外部环境因素的影响。基于高频地波雷达对海探测机理,推导了高频地波雷达方程,并综合考虑系统参数、地波传播特性、海态、环境噪声、海杂波等因素对雷达探测性能的影响,建立了用于高频地波雷达系统仿真的主要模型,对影响雷达系统探测性能的有关因素进行了仿真和分析。据此建立的仿真系统,为优化系统设计、评估系统性能提供了一个良好的环境和手段。

基于FrFT的高频雷达信号极化状态估计方法

工作在短波波段（2～15MHz）的高频地波雷达回波中存在密集的电台干扰，严重影响其探测性能。极化滤波是抑制高频雷达中短波电台干扰的有效方法，而正确估计信号和干扰的极化状态是提高极化滤波器性能的关键因素。提出一种基于分数阶傅立叶变换的极化状态估计方法，利用信号极化信息的分数域不变性，在分数域估计干扰的极化状态。仿真结果表明：该方法能准确估计出高频雷达系统中目标和干扰的极化状态，满足高频雷达极化信号处理的需要。

单双基地复合高频地波雷达网定位精度分析

单基地高频地波雷达易受到电子干扰、隐身武器等威胁,建立单双基地复合高频地波雷达网是解决这一问题最易工程实现的途径。该文首次以单双基地复合高频雷达网为背景,针对高频地波雷达沿海面绕射的特点采用曲面定位分析推导和仿真系统的探测精度,给出定位精度曲线,并得到单双基地复合高频地波雷达网各测量子集在不同探测区域的精度分布,为高频雷达组网的探测、跟踪及融合提供理论基础。

基于CLEAN算法的非连续谱线性调频中断波信号处理

高频地波雷达工作在电磁频谱密集的短波频段,为了提高雷达抗干扰性能,可利用若干个干净频段合成雷达的有效带宽。研究了一种非连续谱线性调频中断雷达波形,提出了针对这种雷达波形的二维信号处理方案。仿真结果表明:该方案能有效地抑制距离旁瓣,提高回波信号检测目标的动态范围。