基于信噪比方法的天地波混合体制雷达一阶回波谱提取

天地波混合体制高频雷达(简称天地波雷达,HFHSSWR)海面一阶谱的频移和展宽特性,使得其一阶谱的提取比高频地波雷达(HFSWR)更困难。该文研究了天地波雷达一阶谱频移和展宽特性,并基于其在2维距离-多普勒谱上连续分布的特点,将信噪比方法应用于天地波雷达一阶谱提取。通过双基地角、电离层和海流等对一阶谱频移及展宽特性的定量分析,确定了信噪比方法中一阶谱中心位置、谱峰宽度、左右一阶谱间距等参数的计算方法和取值范围。并利用2维信噪比方法,解决由于天地波雷达信噪比下降引起的一阶谱边界检测不精确的问题。最后,将信噪比法分别应用于仿真和实测天地波雷达数据,验证了方法的有效性。

天地波雷达回波的直达波抑制

高频天地波雷达是一种天发地收的新体制雷达,其信号传播信道主要包括电离层反射传播信道和海面绕射传播信道。电离层反射造成信号相位污染以及多径效应,接收机所接收到的天波直达波会发生频移和展宽,其强度一般远高于海洋回波,受污染后的直达波将会覆盖部分回波信息,影响海洋回波/海面目标的提取。本文根据天地波雷达直达波特性,提出了基于距离域自适应滤波抑制天地波雷达中的直达波强干扰的方法。该方法选择只含有直达波或直达波旁瓣信号的邻近距离元,作为自适应对消器的输入信号,实现天地波雷达回波信号中直达波及其旁瓣信号的抑制。实测结果表明,该方法能够很好的对直达波进行抑制,有利于海洋回波/海面目标信息的提取。

天地波组网雷达同步控制系统设计

天地波组网高频地波雷达采用天波发射、地波接收和地波发射、地波接收的形式实现对海洋表面动力学参数如海洋表面流场、风场等的监测,具有覆盖面积广、回波蕴含信息丰富等特点。由于采用收发分置模式,这种组网雷达需要解决接收站与发射站、以及多个接收站之间的同步问题,主要有时间、频率和相位三大同步。针对探测海洋动力学参数的要求,分析了天地波组网雷达对同步的需求,提出了同步控制系统的设计方案,包括基于授时GPS实现的系统外同步设计以及基于FPGA实现的系统内同步设计,并给出了相应的硬件和软件实现以及闭环和外场测试结果。该方案解决了天地波组网同步问题,海边进行的天地波组网现场实验也证明了该方案的正确性。