舰载OTH雷达中的阵列补偿技术研究

发布时间：2017-09-25 21:10

  本文关键词：舰载OTH雷达中的阵列补偿技术研究

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【摘要】：舰载地波OTH雷达的研究是具有重要意义的课题，舰载OTH雷达的性能对我国海上作战能力有着很大的影响。而载舰上的大量近端金属散射体的存在是影响雷达接收阵性能的主要因素。近端散射体的存在造成了阵元间的方向响应误差。本文尝试运用具有方位信息的展宽海杂波来做标定源，并利用计算机来进行仿真验证。 本文首先对方向响应误差的形成原因做了分析，给出了大量金属近端散射体是造成接收阵列方向响应误差的主要因素。方向响应误差的存在对以music为代表的超分辨算法的性能造成了极大的影响，我们需要找到有效的补偿方法来校正接收阵列的方向响应误差。 其次重点研究了舰载OTH雷达背景下的海杂波的展宽机理，推导了由于平台的运动造成的一阶海杂波Bragg谱的展宽的原因。发现，不同方位上的一阶回波由于径向速度的不同而造成的多普勒频率的不同，也就是说由于载舰的运动，可以通过海杂波的多普勒频率得到对应该杂波的方位信息。本文根据海杂波的特性进行了信号的建模，仿真分析了利用海杂波做为标定源进行校正的可能性。 本文中分析了方向响应不一致对信号影响的表现，发现了阵列的方向响应误差表现为不同阵元对同一信号乘上不同系数的事实。并推导出了在频谱上也表现为同一个系数后，提出了通过频谱来提取方向响应误差的方法，通过以0号阵元做参考，其他阵元与参考阵元做对比，找到方向响应误差的相对值。利用提取数值做补偿，使阵元与参考阵元的方向性一致。 随后根据实际工程中的难度，引进了数值分析中的整体最小二乘法的处理方式来降低噪声对提取数值造成的影响，找到使提取数值最接近实际值的方法来进行处理。 最后研究了海杂波的非理想性的表现，，及对相对方向响应误差提取的影响。并针对非理想性造成影响的原因给出了与之对应的有效的改善方法，并通过matlab进行了仿真。
【关键词】：方向响应误差 舰载OTH雷达 一阶海杂波 标定源
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.703.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景和意义9-11
• 1.2 国内外研究现状综述11-14
• 1.2.1 阵列误差研究现状11-13
• 1.2.2 海杂波做阵列补偿研究现状13-14
• 1.3 本文研究内容14
• 1.4 本文结构安排14-16
• 第2章 阵列方向响应误差分析16-21
• 2.1 阵列方向响应误差的产生16-17
• 2.2 幅相误差的影响17-18
• 2.3 阵列方向响应误差的影响18-19
• 2.4 阵列方向响应误差的校正19
• 2.5 本章小结19-21
• 第3章 海杂波做标定源研究21-33
• 3.1 舰载条件下海杂波特性分析21-25
• 3.1.1 海杂波反射特性分析21-23
• 3.1.2 一阶海杂波展宽分析23-25
• 3.2 阵列方向响应函数模型25-26
• 3.3 海杂波做标定源建模分析26-29
• 3.3.1 海杂波信号模型建立27-28
• 3.3.2 理想信号模型建立28
• 3.3.3 海杂波做标定源分析28-29
• 3.4 仿真分析29-32
• 3.4.1 W_r与信号入射角关系30
• 3.4.2 W_r与分辨单元所对应的海面宽度关系30-31
• 3.4.3 W_r与入射噪声关系31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 校正方法相关研究33-40
• 4.1 阵元方向响应误差对信号的影响33-34
• 4.1.1 信号为点信号源33
• 4.1.2 信号为一阶 Bragg 回波33-34
• 4.2 如何提取方向响应误差34-35
• 4.3 工程实现时改进的提取方法35-36
• 4.4 总体最小二乘法介绍36-37
• 4.5 仿真验证37-38
• 4.6 本章小结38-40
• 第5章 非理想性分析及改善40-54
• 5.1 海杂波的非理想性40-43
• 5.2 非理想性的影响43-47
• 5.2.1 非点源性43-45
• 5.2.2 低信噪比特性45-47
• 5.3 改善非理性影响的方法研究47-53
• 5.3.1 非点源性47-51
• 5.3.2 低信噪比特性51-53
• 5.4 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-60
• 攻读学位期间发表的学术论文60-62
• 致谢62

【参考文献】

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本文编号：919580