基于二維陣的高頻地波雷達電離層雜波抑制.pdf

1、國內圖書分類號：TN958.93學校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工學博士學位論文學博士學位論文基于二維陣的高頻地波雷達電離層雜波抑制博士研究生：田文龍導師：許榮慶教授申請學位：工學博士學科：信息與通信工程所在單位：電子與信息工程學院答辯日期：2012年12月6日授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學摘要I摘要高頻地波雷達利用高頻波段電磁波沿海面繞射傳播的特點探測視距之外的海面艦船和低空飛行器，可以實現(xiàn)全天候、大面積的海域監(jiān)

2、測，目前已有多國研制并裝備了高頻地波雷達。電離層雜波是影響高頻地波雷達探測能力的最大障礙，電離層雜波抑制問題是高頻地波雷達研究領域的熱點和難點。現(xiàn)有大多數(shù)高頻地波雷達采用一維陣，基于一維陣和一維自適應處理的雜波對消算法只能有效利用目標回波與雜波信號在方位角上的差異，限制了高頻地波雷達的電離層雜波抑制能力。針對該問題，許多研究機構已經(jīng)開展了在高頻地波雷達中應用二維陣的初步研究，希望利用二維陣與二維自適應處理進一步提高高頻地波雷達系統(tǒng)的電離

3、層雜波抑制能力，但相關研究尚處于探索階段，尚未投入應用。基于上述背景，本文對基于二維陣的高頻地波雷達電離層雜波抑制進行了探索性的研究。全文主要研究內容如下：1.基于長期觀測和大基于長期觀測和大批電離層雜波實測數(shù)據(jù)對電離層雜波的特性進行詳細分批電離層雜波實測數(shù)據(jù)對電離層雜波的特性進行詳細分析。析。作為電離層雜波抑制方法設計的基礎，本文首先對電離層雜波的傳輸路徑以及時域、頻域、空域特性進行了詳細的分析，并總結了電離層雜波抑制的難點。重點對電

4、離層雜波在“方位俯仰”二維角度空間中的分布特性進行了分析，比較了高仰角雜波、低仰角雜波、多來向雜波、平穩(wěn)雜波、高度時變雜波等多種電離層雜波的特性，并對電離層雜波與海面目標回波的空域特性進行了對比，為電離層雜波抑制方法的設計提供了可靠依據(jù)。2.對高頻地波雷達天線陣校正對高頻地波雷達天線陣校正問題進行研究問題進行研究。高頻地波雷達天線陣校正是實際工程中必須面對的問題，天線陣誤差過大將影響雷達測角精度和雜波抑制效果。本文分析了現(xiàn)有高頻地波雷達

5、天線陣校正方法的特點，總結了高頻地波雷達系統(tǒng)以及電離層雜波抑制算法對陣列校正方法的要求。針對二維陣，尤其是不規(guī)則二維陣，提出了采用大信噪比艦船目標回波和自動識別系統(tǒng)(AIS)數(shù)據(jù)實施高頻地波雷達天線陣校正，該方法對大信噪比艦船目標的雷達回波數(shù)據(jù)與AIS數(shù)據(jù)實施時間同步和身份匹配，利用AIS信息解算目標真實方位，進而估計陣列相位誤差和幅度誤差，可實現(xiàn)高精度、低成本、可隨時實施的天線陣校正，可在無需部署專用校正源(信標機)的情況下得到較高的