天发舰收高频雷达一阶海杂波抑制方法研究
发布时间：2022-02-13 19:12
随着高频雷达技术的不断发展,基于天波发射-地波接收（舰载平台）的混合体制高频雷达结合了高频地波与高频天波雷达的优势,相较于以往高频雷达极大地提高了目标探测威力,并且覆盖范围更广。由于发射机位于内陆地区,隐蔽性更好,其生存能力更强;舰载的接收平台具有较好灵活性机动性更强,也有效的提高了高频雷达远离大陆、面向深蓝的探测能力。在天发舰收高频雷达组合体制下,电磁波斜射入电离层,经由电离层反射到海面触及探测目标后,沿着海洋表面以地波的形式传播到位于舰船上的接收机。因此,海杂波受到双基地角、舰船运动以及电离层扰动等因素的叠加影响,导致一阶海杂波谱受到强烈的干扰后形态更加复杂。本文依据天发舰收高频雷达的探测原理,结合实测数据分析了天发舰收高频雷达的海杂波特性,并利用时频分析工具对海杂波数据进行预处理,再结合海杂波模型,对实测数据的海杂波以及电离层杂波进行抑制。本文的研究可以为今后天波发射-地波接收（舰载平台）混合体制高频雷达杂波抑制提供一定的思路参考与技术支持。本文围绕以上分析,主要的研究内容包括:首先,以天发舰收混合体制高频雷达数据为出发点,对海杂波特性进行具体的分析。由于电磁波的传播路径借助于电...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天发舰收高频雷达探测原理示意图
偿办法；2018年，朱永鹏[15]对于天发舰收高频雷达电离层扰动机理进行了分析，将其分为背景电离层时域扰动机理与扰动电离层空时扰动机理，之后又综合考虑从双基地角、舰载平台运动以及舰载平台自身的六维运动，分析了天发舰收高频雷达海杂波展宽机制，基于此建立了天发舰收高频雷达海杂波模型。通过以上的分析，由于雷达布局方式更加的复杂，海杂波的展宽现象成了为后续杂波处理中很重要的一个难题，接下来的海杂波剖面图将通过展示单基地舰载高频雷达海杂波谱与天发舰收高频雷达海杂波谱，直观的呈现海杂波的展宽现象，如图1-2所示。a)舰载高频雷达展宽海杂波谱b)天发舰收高频雷达海杂波展宽谱图1-2典型的海杂波谱形态
妒垦?宦畚?-6-1.2.3展宽海杂波抑制技术研究在雷达回波信号组成中，除了感兴趣的目标信号，通常还有占很大比重的杂波分量，涵盖海杂波、地杂波、电离层杂波、大气杂波以及同频段电磁信号干扰，上述杂波与目标回波一起构成了接收机接收到的信号。对于天发舰收混合体制高频雷达来说，杂波成分主要是强烈的一阶海杂波，对于慢速机动目标如舰船等目标，由于其多普勒频率与一阶海杂波Bragg频率较为接近，并且一阶海杂波能量较高，所以海杂波很容易淹没舰船等慢速目标，对于高速机动目标如飞机目标，海杂波的影响较小，具体如图1-3所示。因此，为有效提高舰船目标的检测概率，有必要在进行目标检测处理之前，先进行杂波抑制预处理，提高目标的信杂比。目前，由于对混合体制高频雷达杂波抑制研究开展的时间较短，根据国内外公开的文献来看，能够有效抑制复杂环境杂波的算法较少。对实测数据分析得到，天发舰收高频雷达海杂波展宽主要是因为电离层相径扰动、舰船匀速前向运动以及舰船自身六维运动等因素。其中多模多径效应可以通过电离层监测管理系统实时选频来避免，本文对多模传播抑制方法暂不研究[13]；舰船自身六维运动在海况较好的情况下对杂波的调制作用也可以忽略不计。天发舰收混合体制高频雷达展宽海杂波的抑制技术包含两个方面，包括电离层相径扰动抑制技术和高频雷达的海杂波抑制技术，下面对以上两方面的杂波抑制研究现状做一简要梳理。a)天发舰收海杂波R-D谱(全频段)b)天发舰收海杂波R-D谱(局部频段)图1-3天发舰收高频雷达海杂波距离-多普勒谱1.2.3.1电离层相径扰动抑制技术研究现状电离层是一种时变、分层、非平稳、色散的不规则体，特别是电离层的动态时变性和多模多径传播效应，对于海杂波谱的估计造成了很大的困扰，不利于淹没
【参考文献】：
期刊论文
[1]天发舰收高频雷达一阶海杂波电磁散射特性分析[J]. 位寅生,张国成,朱永鹏,许荣庆. 电子学报. 2019(03)
[2]一阶海杂波电离层多普勒频移和展宽[J]. 李宁,赵正予. 无线电工程. 2018(09)
[3]基于SA-MUSIC理论的联合稀疏恢复STAP算法[J]. 王泽涛,段克清,谢文冲,王永良. 电子学报. 2015(05)
[4]电离层行进式扰动对外辐射源天地波雷达系统的影响[J]. 谢锐,万显荣,洪丽娜,唐慧,易建新. 电波科学学报. 2014(06)
[5]短波天波反射/地波绕射组合新传播模式及其可能应用[J]. 焦培南,杨龙泉,凡俊梅. 电波科学学报. 2007(05)
[6]超视距雷达综述[J]. 曲翠萍,毛滔. 雷达与对抗. 2006(03)
博士论文
[1]天发舰收高频雷达海杂波建模与抑制方法研究[D]. 朱永鹏.哈尔滨工业大学 2018
[2]天发地收高频雷达杂波抑制方法研究[D]. 童鹏.哈尔滨工业大学 2018
[3]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
[4]天发地收高频雷达展宽海杂波建模与抑制技术研究[D]. 李亚军.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于稀疏性的空时自适应处理理论和方法[D]. 阳召成.国防科学技术大学 2013
[6]非均匀杂波环境下基于稀疏恢复的STAP技术研究[D]. 孙珂.清华大学 2012
[7]机载雷达Krylov子空间STAP算法研究[D]. 唐斌.电子科技大学 2008
[8]舰载高频地波雷达目标检测与估值研究[D]. 谢俊好.哈尔滨工业大学 2001
硕士论文
[1]电离层探测系统及高频信道特性的仿真研究[D]. 王宁.武汉大学 2018
[2]天发舰收高频雷达一阶海杂波电磁散射研究[D]. 张国成.哈尔滨工业大学 2017
[3]舰载HFSWR一阶海杂波抑制方法研究[D]. 刘佳俊.哈尔滨工业大学 2017
[4]STAP方法在高频雷达中的应用研究[D]. 张鑫.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3623761
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天发舰收高频雷达探测原理示意图
偿办法；2018年，朱永鹏[15]对于天发舰收高频雷达电离层扰动机理进行了分析，将其分为背景电离层时域扰动机理与扰动电离层空时扰动机理，之后又综合考虑从双基地角、舰载平台运动以及舰载平台自身的六维运动，分析了天发舰收高频雷达海杂波展宽机制，基于此建立了天发舰收高频雷达海杂波模型。通过以上的分析，由于雷达布局方式更加的复杂，海杂波的展宽现象成了为后续杂波处理中很重要的一个难题，接下来的海杂波剖面图将通过展示单基地舰载高频雷达海杂波谱与天发舰收高频雷达海杂波谱，直观的呈现海杂波的展宽现象，如图1-2所示。a)舰载高频雷达展宽海杂波谱b)天发舰收高频雷达海杂波展宽谱图1-2典型的海杂波谱形态
妒垦?宦畚?-6-1.2.3展宽海杂波抑制技术研究在雷达回波信号组成中，除了感兴趣的目标信号，通常还有占很大比重的杂波分量，涵盖海杂波、地杂波、电离层杂波、大气杂波以及同频段电磁信号干扰，上述杂波与目标回波一起构成了接收机接收到的信号。对于天发舰收混合体制高频雷达来说，杂波成分主要是强烈的一阶海杂波，对于慢速机动目标如舰船等目标，由于其多普勒频率与一阶海杂波Bragg频率较为接近，并且一阶海杂波能量较高，所以海杂波很容易淹没舰船等慢速目标，对于高速机动目标如飞机目标，海杂波的影响较小，具体如图1-3所示。因此，为有效提高舰船目标的检测概率，有必要在进行目标检测处理之前，先进行杂波抑制预处理，提高目标的信杂比。目前，由于对混合体制高频雷达杂波抑制研究开展的时间较短，根据国内外公开的文献来看，能够有效抑制复杂环境杂波的算法较少。对实测数据分析得到，天发舰收高频雷达海杂波展宽主要是因为电离层相径扰动、舰船匀速前向运动以及舰船自身六维运动等因素。其中多模多径效应可以通过电离层监测管理系统实时选频来避免，本文对多模传播抑制方法暂不研究[13]；舰船自身六维运动在海况较好的情况下对杂波的调制作用也可以忽略不计。天发舰收混合体制高频雷达展宽海杂波的抑制技术包含两个方面，包括电离层相径扰动抑制技术和高频雷达的海杂波抑制技术，下面对以上两方面的杂波抑制研究现状做一简要梳理。a)天发舰收海杂波R-D谱(全频段)b)天发舰收海杂波R-D谱(局部频段)图1-3天发舰收高频雷达海杂波距离-多普勒谱1.2.3.1电离层相径扰动抑制技术研究现状电离层是一种时变、分层、非平稳、色散的不规则体，特别是电离层的动态时变性和多模多径传播效应，对于海杂波谱的估计造成了很大的困扰，不利于淹没
【参考文献】：
期刊论文
[1]天发舰收高频雷达一阶海杂波电磁散射特性分析[J]. 位寅生,张国成,朱永鹏,许荣庆. 电子学报. 2019(03)
[2]一阶海杂波电离层多普勒频移和展宽[J]. 李宁,赵正予. 无线电工程. 2018(09)
[3]基于SA-MUSIC理论的联合稀疏恢复STAP算法[J]. 王泽涛,段克清,谢文冲,王永良. 电子学报. 2015(05)
[4]电离层行进式扰动对外辐射源天地波雷达系统的影响[J]. 谢锐,万显荣,洪丽娜,唐慧,易建新. 电波科学学报. 2014(06)
[5]短波天波反射/地波绕射组合新传播模式及其可能应用[J]. 焦培南,杨龙泉,凡俊梅. 电波科学学报. 2007(05)
[6]超视距雷达综述[J]. 曲翠萍,毛滔. 雷达与对抗. 2006(03)
博士论文
[1]天发舰收高频雷达海杂波建模与抑制方法研究[D]. 朱永鹏.哈尔滨工业大学 2018
[2]天发地收高频雷达杂波抑制方法研究[D]. 童鹏.哈尔滨工业大学 2018
[3]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
[4]天发地收高频雷达展宽海杂波建模与抑制技术研究[D]. 李亚军.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于稀疏性的空时自适应处理理论和方法[D]. 阳召成.国防科学技术大学 2013
[6]非均匀杂波环境下基于稀疏恢复的STAP技术研究[D]. 孙珂.清华大学 2012
[7]机载雷达Krylov子空间STAP算法研究[D]. 唐斌.电子科技大学 2008
[8]舰载高频地波雷达目标检测与估值研究[D]. 谢俊好.哈尔滨工业大学 2001
硕士论文
[1]电离层探测系统及高频信道特性的仿真研究[D]. 王宁.武汉大学 2018
[2]天发舰收高频雷达一阶海杂波电磁散射研究[D]. 张国成.哈尔滨工业大学 2017
[3]舰载HFSWR一阶海杂波抑制方法研究[D]. 刘佳俊.哈尔滨工业大学 2017
[4]STAP方法在高频雷达中的应用研究[D]. 张鑫.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3623761
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