多频率高频地波雷达的阵列幅相校正

针对多频率高频地波雷达的工程应用,提出了基于自适应遗传算法的阵列无源校正方法.该方法将阵列幅度和相位校正问题转化为多元参数的联合估计问题,利用遗传算法得到了该优化问题的最优解估计.现场实测数据表明：与定点浮标观测结果相比,校正后多频率高频地波雷达海流探测性能大幅提高,在频率为14.2MHz下,相关系数由0.77变为0.85,均方根误差由29.25cm/s降到21.62cm/s;在频率为22.5MHz下,相关系数由0.86变为0.94,均方根误差由24.59cm/s降到17.58cm/s.     

高频雷达海流观测中流速测量误差的传播

为了分析高频雷达输出的径向流测量误差和矢量流测量误差之间的关系,从矢量流合成的过程出发,推导了任意雷达站点数目情况下的误差几何缩放因子的解析表达式,该表达式表明雷达站点的数目和位置均会影响误差几何缩放因子的值.此外,利用实测数据分析了实际情况下径向流误差和矢量流误差之间的关系,结果表明:给出的误差几何缩放因子可以很好地量化径向流误差与矢量流误差的关系,但是矢量流误差与径向流误差的定量关系也受到矢量流合成过程中具体的处理方法的影响.     

高频雷达OSMAR流速探测精度的对比验证

高频雷达探测海洋表面流与常规海流计测量海流是两种不同的测量方式。本文根据2种观测方法所获取资料的不同特点，对引起2种测量方法流速测量差异的主要误差进行了分析，并采用合适的方法对这些主要误差进行了量化估计。研究发现，2种测量方法取样的空间差异、时间差异以及仪器的观测误差等是构成高频雷达与常规海流计测量结果差异的主要因素。充分考虑这些因素对流速测量的影响能较大的提高高频雷达流速对比验证的精度。     

基于小波阈值方法的雷达回波降噪

为提高船用雷达回波降噪效果,提出基于小波阈值函数的降噪方法,分析中间阈值以及对应的阈值函数对实测雷达回波信号降噪的影响.实测结果表明,新的阈值方法较软阈值、硬阈值、Firm阈值、Yasser阈值方法具有更高信噪比、更小均方根误差、更大能量比,证明了该方法的有效性和实用性.     

星载雷达高度计OCOG算法性能研究

给出了星载雷达高度计OCOG跟踪算法的使用步骤 ,明确指出该算法的特点是不仅考虑回波前沿部分 ,还考虑偏离天底点较远位置的回波拖尾部分 .通过与常规跟踪算法WSG进行仿真比较 ,显示了该算法产生的距离误差信号具有更宽泛的线性范围 ,能够保证回波前沿锁定在观测窗内 ,得到的等效信噪比更大 ,而均方根误差又能小得多 ,是一种鲁棒性良好的跟踪算法 .     

TR MIMO雷达低空目标DOA估计算法

为解决雷达对低空目标角度估计精度不高的问题,提出一种基于时间反转(TR)多输入多输出(MIMO)雷达的低空目标波达方向估计算法。该算法先利用TR技术的聚焦性能,获得回波信号矩阵;然后根据MIMO雷达波形的分集特性,推导出TR MIMO雷达的虚拟阵列形式;再通过行列复用,采用双向空间平滑(FBSS)算法解相干,有效地提高了低空目标的DOA估计精度。实验仿真结果表明:在信噪比为-10dB的条件下,该算法比传统MIMO雷达DOA估计算法的均方根误差平均减少了0.3°。     

MIMO雷达双向空间平滑的多径目标DOA估计算法

针对多径情况下MIMO雷达低角目标DOA估计问题,提出了一种基于双向空间平滑FBSS的样本复用MIMO雷达低角多径目标DOA估计算法。考虑到MIMO雷达相干信号测角时与多径信号测角时情况的不同,算法采用了MIMO雷达四路径回波信号模型,首先依据MIMO雷达波形分集的特性对接收信号匹配滤波得到虚拟阵列,在此基础上对虚拟阵列采取行列复用并分别进行双向空间平滑,有效提高了低信噪比条件下低角目标DOA估计精度。计算机仿真结果表明,在信噪比小于-12dB条件下,该算法比M-SSMUSIC算法的均方根误差平均减小了1°。     

双发双收双偏振天气雷达信噪比改善方法研究

针对双偏振天气雷达在同时发射同时接收体制下,存在信噪比损失3 d B的现象,分析了信噪比损失对雷达回波产品显示的影响,并详细介绍了一种在信号处理器中对水平和垂直通道内的I/Q回波信号进行相干叠加,改善雷达回波信噪比的方法。理论分析和计算表明,该方法可以提高雷达信噪比2~3 d B;观测结果证实,该方法可以增强双偏振天气雷达对弱信号的探测能力。     

高频地波雷达单站测量表层海流的原理

通往高频地波雷达测量表层海流矢量,一般均采用双站测量方案,需要大量的人力和昂贵的设备投入,该项研究在分析双小测量原理的基础上,结合海洋学原理和合理的假设,推导并给出了利用单站地波雷达测量表层海流的原理和公式,从而使单站测量表层海流成为可能。可预期该方案虽然在一定程度上,适当降低了空间分辨率,但却可以大幅芳降低观测成本,减少人力物力的投入,并显著提高现场观测效率。     

基于改进协方差法的风廓线雷达谱分析

针对风廓线雷达回波信号较弱的问题,介绍了一种基于改进协方差的风廓线雷达谱分析方法。该方法利用使前、后向预测误差之和为最小而建立起协方差方程,并通过一种递归运算快速求解,得到回波信号功率谱。对比改进协方差法和现有FFT法分别在仿真与雷达实际数据两种情况下的谱分析效果,结果表明在信噪比较大时,两种谱分析方法都能辨别回波信号谱峰,但改进协方差法分析得到谱峰更尖锐;而当回波信噪比较弱时,FFT谱分析法无法识别出回波谱峰,在改进协方差谱分析中却能清晰辨别,且还具有噪声抑制效果。该方法可用于改善风廓线雷达弱信号的谱分析及谱矩估计性能。     

脉冲多普勒雷达近程高仰角目标的测量

针对近程高仰角运动目标径向运动速度随仰角变化的问题,从目标的物理特性与雷达的回波特性2个方面开展了对近程高仰角目标径向运动速度的研究。通过建立近程高仰角目标的运动模型,利用级数展开与数值分析的方法得到了目标的物理特性。根据脉冲多普勒雷达在无模糊测速条件下的信号处理方法分析了雷达的回波特性,并且通过计算机仿真,验证了利用所述方法得到的目标物理特性与雷达回波特性。结果表明,对于近程高仰角运动目标,从目标物理特性的角度,其径向运动速度可以看作是加速度变化的变加速直线运动;而从雷达回波特性的角度,其径向运动速度可以理解为匀速直线运动。     

MMV模型下无源双基雷达低空目标微动特征提取

基于频分复用模式下的正交频分复用信号外辐射源双基雷达模型,对带旋翼低空目标进行回波建模,得到目标微动参数与回波微多普勒参数间的关系.在此基础上,针对数据缺损条件下的低空目标回波,采用基于多重观测矢量(MMV)模型并结合稀疏重构方法,实现了目标微动特征参数的提取.仿真结果表明:针对低空微动目标,该方法提取参数的均方误差可达到10-3量级.相比于单重观测矢量模型,该方法能更加准确实现数据缺损条件下的微动参数提取,耗时随模型重数的增加而减少,可为实际环境下低空目标微多普勒特征提取提供参考和借鉴.     

船载高频地波雷达的一阶海洋回波分析

为了拓宽便携式高频地波雷达(OSMAR-S)的应用场合,提高其海态监测的能力,通过船载雷达系统走航的方式获取大范围的海洋回波信息.利用实测数据中形态多样的一阶海洋回波谱图,分析了海流、风向和雷达探测张角对回波谱的影响,讨论了径向流速和风向信息提取的可行性.研究结果表明:在船沿岸走航的情况下,海流引起回波谱频点的偏移,风向规律地改变谱图的形态,岸基单站雷达的风向模糊问题得以解决;在船四面环海航行的情况下,单个回波频点存在双到达角和风向模糊的问题.     

基于BP神经网络的高频雷达有效浪高场反演

针对传统利用一、二阶峰功率,二阶与一阶峰功率比(RSB)等雷达回波参数与浪高的简化关系模型反演有效浪高,存在较大误差的问题,提出一种基于BP(反向传播)神经网络的有效浪高反演方法,获取雷达回波参数与浪高间更准确的关系,以提高反演精度.首先将上述三种雷达回波参数作为输入,海洋数值模型提供的有效浪高作为输出,训练回波参数与浪高的关系模型;然后将雷达回波参数代入训练好的模型中,即可实现有效浪高场的反演.现场实验表明:雷达在不同方位角/距离元上所反演的浪高时间序列与数值模型有效浪高间的相关系数为0.78～0.98,均方根误差为0.21～0.80 m,二者统计均值分别为0.93和0.38 m.与假设RSB和浪高的对应关系是线性模型的方法相比,该方法具有更高的反演精度.     

2012年7月4-5日河南省驻马店暴雨过程分析

利用MICAPS常规资料、NECP再分析资料、雷达回波资料,对2012年7月4-5日河南省驻马店暴雨过程进行诊断分析,资料表明：此次暴雨过程是受副热带高压边缘西南气流和中低层切变线的共同影响,高空槽后带来的冷空气与西南暖湿气流在淮河流域上空交汇,促使不稳定能量爆发,从而产生中小尺度强降水.在新一代天气雷达上,则表现为对流性降水回波,回波呈块状结构,强度大,中心强度为59 dBZ,对流高度12 km .从回波连续演变来看,整个回波云系随着低槽的东移南压,移速25 km/h .径向速度图上,最大负速度入流为-39 m/s,最大正速度出流为24 m/s,入流绝对值远大于出流绝对值,表明测站附近为气流辐合.垂直风廓线图上,最大风速高度6．7 km,最大风速风向198 deg,最大风速18．0 m/s,表明高层有西南气流加入,在4．6 km高度附近有一个明显的垂直切变线.     

基于CINRAD/CB雷达基数据的反射率因子地学可视化研究

 为了高效显示雷达回波图,本文剖析CINRAD/CB 新一代天气雷达（以下简称CB 雷达）基数据文件存储结构,介绍了CB型雷达基数据文件中反射率因子数据的存储格式,结合地学中矢量数据与栅格数据的特点,研究了极坐标系下的反射率因子数据向直角坐标系下的转换方法,并设计了基于矢量数据格式和基于栅格数据格式的CB 雷达反射率因子可视化方法。对鄂尔多斯CB 雷达反射率因子的可视化进行验证,结果表明,两种方法均能充分显示反射率因子回波特征。其中,栅格数据方法的显示效率高,可分析性差;矢量数据的可分析性强,显示效率较低,可根据不同应用需求选取不同的方法。     

FMCW物位测量雷达距离测量精度的提高(英文)

FMCW物位测量雷达通过差拍信号的频率测量距离 ,根据差拍信号DFT幅度最大值的位置可以粗测距离 .为了提高FMCW雷达的距离测量精度 ,提出了一种基于差拍信号相位的距离估计方法 .对差拍信号分两段进行FFT ,并利用两段信号的FFT在幅度最大值处的相位差消除相位测量中出现的整周模糊 .导出了距离估计均方根误差的计算公式 ,进行了仿真试验 ,试验结果与给出的公式计算结果相吻合     

径向基函数神经网络在超宽带探地雷达目标材质识别中的应用

基于探地雷达回波信号进行处理以识别地下埋设的目标,始终是困扰雷达应用的关键,根据数据时间轴截断抑制直达波,利用宽相关处理进行信号滤波和典型数据自动提取,提高回波信号的信噪比.针对提取的典型道数据运用Welch功率谱处理,得到的特征数据归一化处理后作为径向基函数神经网络的输入,实现对地下埋设目标材质的自动识别与分类.在此基础上,分析了不同截断点对目标材质识别结果的影响.实测数据处理表明,本方法可以有效地实现对Fe、Al与土壤的识别和分类.     

超高频岸基雷达在离岸流探测中的应用

提出了一种新的离岸流观测方法.该方法利用超高频岸基雷达观测离岸流运动,并利用雷达电磁波与离岸流作用所产生的多普勒频偏,计算离岸流运动的频率特性,分析离岸流的速度、浪高、所在位置、持续时间.对近岸浪破碎潜在产生的离岸流进行了评估,弥补了传统利用海流计测量的不足.实验结果表明超高频岸基雷达可进行实时性观测离岸流,能够很好地预测天然海滩近岸流场.     

基于小生境遗传算法的制导雷达误差估计

制导雷达误差估计是多雷达站之间信息资源共享的前提和基础。针对无基准数据条件下的误差估计难题,建立了制导雷达误差估计模型,采用小生境遗传算法,给出了误差评估模型的求解方法,并进行了实验验证。仿真实验表明：比较传统遗传算法,小生境遗传算法克服了早熟收敛和后期收敛速度慢的弱点，表明算法是可行的,对多雷达站实现网络化作战有重要的作用和价值。