电离层相径扰动自适应去除方法研究

发布时间：2017-06-01 00:15

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【摘要】：天波超视距雷达利用电离层对高频电磁波的折射实现超视距探测。而电离层中离子浓度及分布具有时变和非平稳变化特性,使得在其中传播的电磁波相位受到干扰,回波谱展宽或者分裂,影响雷达的探测性能。电离层相位扰动去除方法一直都是天波雷达信号处理的关键技术之一。首先,本文从电离层相径扰动的产生机理入手,先从理论上分析电离层相径扰动对回波数据速度维谱的影响。而后利用已有的电离层实验数据建立电离层相径扰动的动态模型,分析模型各参数变化对电离层传播路径的影响,进而比较仿真得出的速度谱与实际的回波谱差异,得出电离层相位扰动的基本扰动模型。其次,按照扰动周期大小,电离层扰动可分为慢相径扰动和快相径扰动,对回波谱产生不同的影响;而快相径扰动与多目标的回波谱结构类似,产生原理不同。为实现电离层扰动的自适应去除,本文研究了回波谱慢相径扰动与快相径扰动判别准则,以及快相径扰动与多目标的判别准则,根据谱峰间的差异及产生的机理的不同,分别设计了判别方法,能实现对回波谱的类型自动判别,为自适应处理电离层相位扰动奠定基础。最后,对相径扰动去除算法进行研究。为了提高扰动频率估计的准确程度,本文提出了一种基于短时MUSIC变换的电离层扰动去除算法。同时结合现今比较常用的HRR_SVD、PWVD和PPS算法,分析比较上述四种算法的适用条件,性能差异,算法效率,进而得到了统一的电离层扰动自适应处理算法,并利用实验天波雷达数据对算法性能进行验证。
【关键词】：相径扰动去除 自适应处理 短时MUSIC算法 PPS算法
【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】：2015
【分类号】：TN958.93
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题的研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及分析10-12
• 1.3 主要研究内容12-14
• 第2章 电离层相径扰动机理与模型建立分析14-20
• 2.1 时变的传播路径对回波谱的影响14-16
• 2.2 电离层动态建模16-19
• 2.2.1 电离层层状结构16-17
• 2.2.2 电离层各参数时变模型17-18
• 2.2.3 扰动模型分析18-19
• 2.3 本章小节19-20
• 第3章 回波数据判别准则的设计20-31
• 3.1 慢相径扰动与快相径扰动的判别准则20-23
• 3.2 快相径与多目标的判别准则23-26
• 3.3 判定准则对实际数据的区分26-30
• 3.3.1 慢相径扰动与快相径扰动的区分实验26-27
• 3.3.2 快相径与多目标的判定实验27-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第4章 电离层去相径扰动方法研究31-69
• 4.1 电离层相径扰动去污染方法31-44
• 4.1.1 Hankel矩阵奇异值分解法(HRR_SVD)解电离层相径污染31-34
• 4.1.2 基于PWVD的电离层快相径扰动补偿处理34-39
• 4.1.3 ST_MUSIC方法去电离层相径扰动39-40
• 4.1.4 PPS算法解电离层相径污染40-44
• 4.2 仿真实验及性能分析44-57
• 4.2.1 HRR_SVD仿真实验与分析45-47
• 4.2.2 PWVD仿真实验与分析47-49
• 4.2.3 ST_MUSIC仿真实验与分析49-53
• 4.2.4 PPS仿真实验与分析53-56
• 4.2.5 MUSIC改进PPS算法仿真实验与分析56-57
• 4.3 去电离层相位污染校正算法综合性能评估57-59
• 4.4 校正算法对实验数据处理59-68
• 4.5 本章小结68-69
• 结论69-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果75-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 姜维;邓维波;;分段多项式建模校正电离层相位污染算法研究[J];电波科学学报;2011年05期

2 侯成宇;沈一鹰;刘永坦;;对电离层慢相径调制干扰去除算法的优化[J];电子学报;2007年03期

3 周万幸;;天波超视距雷达发展综述[J];电子学报;2011年06期

4 郭欣,倪晋麟,苏卫民,刘国岁;天波超视距雷达的发展[J];航空学报;2002年06期

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本文编号：411088