稀疏谱高频地波雷达信号处理技术研究
发布时间：2021-06-13 11:04
高频地波雷达（High-Frequency Ground-Wave Radar,HFGWR）具有超视距能力,探测范围能够覆盖200海里专属经济区,其广泛应用于沿海国家对海面船只以及海洋状态的远程监测中。然而,高频段存在众多的通信、广播等无线电用户,频谱非常拥挤,限制了高频地波雷达的带宽,导致其距离分辨率较低。采用稀疏谱信号是从根本上解决高频地波雷达系统距离分辨率低的途径。不同于常规雷达信号,稀疏谱信号的频谱非连续,占据的频带为当前频谱环境中的寂静频带。由于高频段可供雷达使用的频谱资源非常紧张,其频谱整体上来看呈非均匀稀疏分布。因此,本文围绕稀疏谱高频地波雷达展开研究。首先按照系统体制将其分为两大类:一类在时域实现谱稀疏,即不同时间段的发射信号占据不同的频率段;另一类在空域实现谱稀疏,多个发射通道同时发射载频不同,且频谱互不重叠的信号。第一类仅需要一个发射通道,目前采用一发多收或全数字相控阵的高频地波雷达系统均可配置为此类;第二类则属于一种多载频多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）雷达,也是常规综合脉冲与孔径雷达（Synthetic Im...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：200 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
岸基微波雷达和高频地波雷达EEZ警戒区域示意图（来源文献[19]）
San Clemente岛的实验顺利检测到了这些类型的目标。然而这个高频地波雷达采用了大型相控阵天线，如图1.3所示，天线阵由 25 个阵元组成，总长约 500m。该雷达从成本上并没有展现出相对于其它传感手段的优势，一直以来也没有被推广使用[87]。图1.3 Barrick等人20世纪60年代于加利福尼亚州San Clemente岛设立的高频地波雷达系统天线阵（来源文献[87]）然而，在实验中，Barrick等人发现海面散射回波分量非常清晰且强烈，并且不同于微波雷达，高频段海面散射回波的数学模型非常直观，这显示了高频地波雷达用于海洋表面信息探测的巨大潜力。随后，Barrick进入美国国家海洋和大气局（National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA）开始进行高频地波雷达用于海洋表面流和海浪状态监测的相关研究
多基地之间的时间同步。该雷达具有多频工作模式，工作频率可在整个高频段（3～30MHz）内调节，且采用了直接射频采样的全数字化接收机。图1.6所示为ISR的雷达阵地，发射天线采用改进的对数周期天线，接收天线采用宽带环状天线[106]。ISR的高频地波雷达系统随后并没有得到广泛的推广和应用，然而其使用的多频、双/多基地、宽带、全数字等概念给高频地波雷达的设计者们带来了很多启示。图1.6 ISR公司的多频高频地波雷达收发天线实物图（来源文献[106]）美国政府于2001年制定并计划建造全国性的集成海洋观测系统（Integrated6
【参考文献】：
期刊论文
[1]OSMAR071G地波雷达对“莫兰蒂”台风风眼的观测[J]. 徐全军,吴雄斌,周恒,陈智会,万艳,黄奇华,岳显昌. 海洋技术学报. 2017(05)
[2]一种脉压体制雷达检测多目标技术的研究[J]. 张亚楠,吴前垠,胡冲. 火控雷达技术. 2017(02)
[3]紧凑型高频地波雷达目标探测研究进展[J]. 纪永刚,张杰,王祎鸣,常广弘. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]OSMAR-S100便携式高频地波雷达海浪和海面风探测性能分析[J]. 魏国妹,商少平,贺志刚,董强,刘轲. 海洋与湖沼. 2016(01)
[5]雷达装备反隐身、抗摧毁技术研究[J]. 刘大成,杨阳,刘宗福. 科技传播. 2015(14)
[6]一种改进的线性调频步进信号目标抽取算法[J]. 梁超杰,李阳,陆顶洪,陈鹏,陈甜甜. 北京理工大学学报. 2014(09)
[7]OS081H高频地波雷达系统海面风向反演实验研究[J]. 王曙曜,楚晓亮,徐坤,王剑,周涛,魏开进. 电子与信息学报. 2014(06)
[8]约束MUSIC算法在米波雷达低仰角测高中的应用[J]. 朱伟,郑轶松,陈伯孝. 安徽大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]基于CLEAN算法的HFM脉压信号研究[J]. 周旭广,苏涛,黄科,张鹏. 舰船电子对抗. 2014(02)
[10]一种基于匹配滤波的脉压新算法研究[J]. 陈星,杜雨洺. 通信技术. 2013(04)
博士论文
[1]船载高频地波雷达海杂波抑制方法研究[D]. 衣春雷.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于多维联合的高频雷达杂波及干扰抑制方法研究[D]. 张鑫.哈尔滨工业大学 2015
[3]船载高频地波雷达海洋表面流遥感方法研究[D]. 王中宝.哈尔滨工业大学 2015
[4]船载高频地波雷达海面电磁散射及风向提取研究[D]. 孙明磊.哈尔滨工业大学 2015
[5]MIMO雷达信号处理技术及实现的研究[D]. 庞娜.北京理工大学 2015
[6]双频全数字高频海洋雷达研制及相关问题研究[D]. 田应伟.武汉大学 2015
[7]高频地波雷达多域协同抗电离层杂波干扰方法研究[D]. 洪泓.哈尔滨工业大学 2014
[8]浮标式高频地波雷达若干信号处理问题研究[D]. 徐兴安.武汉大学 2014
[9]双基地高频地波雷达飞行目标高度估计研究[D]. 赵孔瑞.哈尔滨工业大学 2014
[10]分布式双基地波雷达射频干扰与杂波等问题研究[D]. 王赞.西安电子科技大学 2014
硕士论文
[1]互补码设计及其在地波雷达中的应用[D]. 曲海山.西安电子科技大学 2010
本文编号：3227370
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：200 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
岸基微波雷达和高频地波雷达EEZ警戒区域示意图（来源文献[19]）
San Clemente岛的实验顺利检测到了这些类型的目标。然而这个高频地波雷达采用了大型相控阵天线，如图1.3所示，天线阵由 25 个阵元组成，总长约 500m。该雷达从成本上并没有展现出相对于其它传感手段的优势，一直以来也没有被推广使用[87]。图1.3 Barrick等人20世纪60年代于加利福尼亚州San Clemente岛设立的高频地波雷达系统天线阵（来源文献[87]）然而，在实验中，Barrick等人发现海面散射回波分量非常清晰且强烈，并且不同于微波雷达，高频段海面散射回波的数学模型非常直观，这显示了高频地波雷达用于海洋表面信息探测的巨大潜力。随后，Barrick进入美国国家海洋和大气局（National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA）开始进行高频地波雷达用于海洋表面流和海浪状态监测的相关研究
多基地之间的时间同步。该雷达具有多频工作模式，工作频率可在整个高频段（3～30MHz）内调节，且采用了直接射频采样的全数字化接收机。图1.6所示为ISR的雷达阵地，发射天线采用改进的对数周期天线，接收天线采用宽带环状天线[106]。ISR的高频地波雷达系统随后并没有得到广泛的推广和应用，然而其使用的多频、双/多基地、宽带、全数字等概念给高频地波雷达的设计者们带来了很多启示。图1.6 ISR公司的多频高频地波雷达收发天线实物图（来源文献[106]）美国政府于2001年制定并计划建造全国性的集成海洋观测系统（Integrated6
【参考文献】：
期刊论文
[1]OSMAR071G地波雷达对“莫兰蒂”台风风眼的观测[J]. 徐全军,吴雄斌,周恒,陈智会,万艳,黄奇华,岳显昌. 海洋技术学报. 2017(05)
[2]一种脉压体制雷达检测多目标技术的研究[J]. 张亚楠,吴前垠,胡冲. 火控雷达技术. 2017(02)
[3]紧凑型高频地波雷达目标探测研究进展[J]. 纪永刚,张杰,王祎鸣,常广弘. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]OSMAR-S100便携式高频地波雷达海浪和海面风探测性能分析[J]. 魏国妹,商少平,贺志刚,董强,刘轲. 海洋与湖沼. 2016(01)
[5]雷达装备反隐身、抗摧毁技术研究[J]. 刘大成,杨阳,刘宗福. 科技传播. 2015(14)
[6]一种改进的线性调频步进信号目标抽取算法[J]. 梁超杰,李阳,陆顶洪,陈鹏,陈甜甜. 北京理工大学学报. 2014(09)
[7]OS081H高频地波雷达系统海面风向反演实验研究[J]. 王曙曜,楚晓亮,徐坤,王剑,周涛,魏开进. 电子与信息学报. 2014(06)
[8]约束MUSIC算法在米波雷达低仰角测高中的应用[J]. 朱伟,郑轶松,陈伯孝. 安徽大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]基于CLEAN算法的HFM脉压信号研究[J]. 周旭广,苏涛,黄科,张鹏. 舰船电子对抗. 2014(02)
[10]一种基于匹配滤波的脉压新算法研究[J]. 陈星,杜雨洺. 通信技术. 2013(04)
博士论文
[1]船载高频地波雷达海杂波抑制方法研究[D]. 衣春雷.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于多维联合的高频雷达杂波及干扰抑制方法研究[D]. 张鑫.哈尔滨工业大学 2015
[3]船载高频地波雷达海洋表面流遥感方法研究[D]. 王中宝.哈尔滨工业大学 2015
[4]船载高频地波雷达海面电磁散射及风向提取研究[D]. 孙明磊.哈尔滨工业大学 2015
[5]MIMO雷达信号处理技术及实现的研究[D]. 庞娜.北京理工大学 2015
[6]双频全数字高频海洋雷达研制及相关问题研究[D]. 田应伟.武汉大学 2015
[7]高频地波雷达多域协同抗电离层杂波干扰方法研究[D]. 洪泓.哈尔滨工业大学 2014
[8]浮标式高频地波雷达若干信号处理问题研究[D]. 徐兴安.武汉大学 2014
[9]双基地高频地波雷达飞行目标高度估计研究[D]. 赵孔瑞.哈尔滨工业大学 2014
[10]分布式双基地波雷达射频干扰与杂波等问题研究[D]. 王赞.西安电子科技大学 2014
硕士论文
[1]互补码设计及其在地波雷达中的应用[D]. 曲海山.西安电子科技大学 2010
本文编号：3227370
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