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分布式地波雷达系统射频干扰抑制的研究

发布时间:2019-07-30 12:40
【摘要】:分布式地波雷达系统利用多个地波雷达站对固定海域进行探测,可以实现多视角、多频率的海态监测。由于射频干扰具有距离相关、频谱展宽的特点,同一干扰极易覆盖在来自不同发射站附近的海洋回波上,严重影响数据质量。传统的干扰抑制算法是对所有距离元采取相同的处理,对干扰的抑制有局限性,容易造成海洋回波所在的距离元信号衰减,无海洋回波的距离元干扰抑制不彻底的问题,对后续的海态反演造成困难。针对上述情况,基于奇异值分解理论提出一种距离元自适应方法,对含有海洋回波的距离元采用方位子空间分解算法,其余距离元采用频率子空间分解算法,利用实测和模拟数据证明了该方法的有效性。
【图文】:

分布式地波雷达系统射频干扰抑制的研究


表1OSMAR-071雷达参数表参数参数值工作频率/MHz扫频周期/s扫频带宽/kHz距离分辨率/km相干积累时间/min13.150.503055图1赤湖站多普勒图图1为2016年12月27日9时20分福建省赤湖雷达站接收的数据。根据距离偏置参数可知,在第4距离元显示有赤湖站自发自收的海洋回波,第70距离元显示有来自东山站的海洋回波,而左侧一阶Bragg负峰受到射频干扰导致信号被覆盖。对于此射频干扰,在频域利用子空间分解方法抑制干扰后,效果如图2所示,海洋回波衰减严重,干扰抑制的同时损失了有用信号。图3为利用文献[10]方法提出的空域子空间分解对所有距离元抑制干扰后的效果,可以看到Bragg峰保留完整,但是无海洋回波信号距离元仍有部分干扰残留,两种方法均不能完全适用于8元线阵分布式地波雷达系统。对于图1所示干扰在频域或时域抑制效果都不太理想,所以结合两种方法的优缺点提出频域空域距离自适应算法,按照距离偏置将回波谱划分为海洋回波距离空间和非海洋回波距离空间,分别采用方位角子空间和频率子空间分解重构的方法提取射频干扰噪声序列,进而达到干扰抑制的效果。图2用频域SVD干扰抑制后多普勒谱图3用空域SVD干扰抑制后多普勒谱3频域空域距离自适应算法3.1距离自适应由于地波雷达组网系统的接收站经纬度确定,起始距离偏置已固定,只需检测出终止距离元。海面的运动可以等效多个幅度、频率、相位不同的正弦波叠加而成,一阶Bragg峰的产生机理为特定频率的海洋回波与高频电波发生的电磁闪射现

分布式地波雷达系统射频干扰抑制的研究


数值工作频率/MHz扫频周期/s扫频带宽/kHz距离分辨率/km相干积累时间/min13.150.503055图1赤湖站多普勒图图1为2016年12月27日9时20分福建省赤湖雷达站接收的数据。根据距离偏置参数可知,在第4距离元显示有赤湖站自发自收的海洋回波,第70距离元显示有来自东山站的海洋回波,而左侧一阶Bragg负峰受到射频干扰导致信号被覆盖。对于此射频干扰,在频域利用子空间分解方法抑制干扰后,效果如图2所示,海洋回波衰减严重,,干扰抑制的同时损失了有用信号。图3为利用文献[10]方法提出的空域子空间分解对所有距离元抑制干扰后的效果,可以看到Bragg峰保留完整,但是无海洋回波信号距离元仍有部分干扰残留,两种方法均不能完全适用于8元线阵分布式地波雷达系统。对于图1所示干扰在频域或时域抑制效果都不太理想,所以结合两种方法的优缺点提出频域空域距离自适应算法,按照距离偏置将回波谱划分为海洋回波距离空间和非海洋回波距离空间,分别采用方位角子空间和频率子空间分解重构的方法提取射频干扰噪声序列,进而达到干扰抑制的效果。图2用频域SVD干扰抑制后多普勒谱图3用空域SVD干扰抑制后多普勒谱3频域空域距离自适应算法3.1距离自适应由于地波雷达组网系统的接收站经纬度确定,起始距离偏置已固定,只需检测出终止距离元。海面的运动可以等效多个幅度、频率、相位不同的正弦波叠加而成,一阶Bragg峰的产生机理为特定频率的海洋回波与高频电波发生的电磁闪射现象[13]。根据公式算出理论Bragg
【作者单位】: 武汉大学电子信息学院;
【基金】:“十二五”国家863课题(No.2012AA091701,2012AA091702) 国家自然科学基金(No.61401316)
【分类号】:TN958

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本文编号:2520898

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