高频雷达中非平稳射频干扰的分析及其抑制

为抑制高频雷达中的非平稳射频干扰,推导并分析了其距离-多普勒谱形式及时频特征,指出在时频域上射频干扰表现为单(或多)分量时频脊,且在不同距离元上的时频分布仅有一个相位因子的差别.利用射频干扰特征提出了时频掩模法来抑制非平稳射频干扰.高频地波雷达OSMAR-S实测数据处理结果表明,关于射频干扰的分析正确,干扰抑制方法有效,能够显著提高高频雷达的抗射频干扰能力.     

高频地波雷达通信干扰抑制方法研究

工作在高频段的地波超视距雷达，受到高频频段无线电严重干扰，如何避免和减少此类通信干扰一直是研究难题。本文分析了高频通信干扰的产生及特点，通过无目标距离单元干扰样本值估计出干扰的统计特性，并利用特征分解及投影的方法抑制高频通信干扰。对实测数据的处理结果表明，该方法能有效地抑制高频通信干扰。     

组网高频地波雷达中电离层杂波分析及其抑制方法

组网高频地波雷达引入了多种收发模式,在增加探测信息量获取的同时使电离层杂波更加复杂。介绍了OSMAR071组网高频地波雷达系统,结合实测数据分析了组网条件下电离层杂波距离、多普勒分布特征,以及不同路径的电离层杂波及海洋回波的相关性。利用多路径杂波相关性远大于海洋回波的特性,提出了一种基于自适应滤波的杂波抑制方法,利用其他路径的电离层杂波估计杂波分量,从而实现杂波对消。雷达实测数据分析表明了上述分析的正确性以及杂波抑制方法的可行性和有效性。     

利用CEMD抑制高频地波雷达射频干扰的工程应用

为了抑制高频地波雷达(high frequency ground wave radar, HFGWR)射频干扰(radio frequency interference,RFI),本文提出了复数经验模态分解(CEMD)方法,在抑制射频干扰的同时,最大程度上保留有用信号。通过模拟及实测数据的验证分析：该方法在不损失有用信号的基础上有效抑制了射频干扰,且处理速度快,满足高频地波雷达实时工作要求。     

利用复数经验模态分解抑制高频地波雷达射频干扰的工程应用

为了抑制高频地波雷达(high frequency ground wave radar,HFGWR)射频干扰(radio frequency interference,RFI),提出了复数经验模态分解(CEMD)方法,在抑制射频干扰的同时,最大程度上保留有用信号。通过模拟及实测数据的验证分析,该方法在不损失有用信号的基础上有效抑制了射频干扰,且处理速度快,满足高频地波雷达实时工作要求。     

便携式高频地波雷达双频接收天线的设计与实现

现有高频地波雷达大多采用单一工作频率,较易受外部干扰影响,且回波包含信息有限。设计与实现了一种便携式高频地波雷达双频接收天线,通过对原有单频接收天线电路进行修改,增加频率控制端和开关电路,实现了三元交叉环/单极子接收天线同时双频工作的功能。室内测试及现场实验结果均验证了该双频接收天线的有效性。     

高频地波雷达的东海试验

“高频地波雷达海洋环境监测技术”是由武汉大学主持的国家“863”计划海洋领域的重大课题，本课题组研制了两套高频地波雷达OSMAR2000，并于1999年底，在浙江省舟山市朱家尖和宁波市象山分别建立了两个雷达实验站，进行了一年的现场自检试验和与传统海洋测量仪器的对比验证试验，试验结果表明，雷达探测海流和海风的距离达到200km，探测浪高的距离达到120km，系统整体性能达到国外同类雷达20世纪90年代后期先进水平。     

分布式高频超视距雷达探测与组网技术研究

高频地波雷达海洋环境监测技术在国家863计划持续支持下已形成较为完整的自主知识产权体系,并已开始了产业化进程。随着国家海洋资源开发、生态与环境保护、防灾减灾以及国防战略等需求的日益增长,一方面要求提高雷达对沿岸海洋要素探测的精细化程度,另一方面也要求显著提升雷达对远海的探测能力,突破地波雷达目前仅能沿海岸线布设的模式。该项目研制并建设成一个分布式高频超视距雷达海洋环境监测示范网,它由一部浮标式高频地波雷达、三部具有"多发多收"工作模式的双/多频岸基高频地波雷达和一个高频天波发射站构成,通过卫星同步组成可协同工作的天-地波综合海洋环境探测网。实现近岸200 km精细化观测、岸基350 km探测、浮标式高频地波雷达条件下远至离岸1 000 km范围(涵盖日本附近、台湾以东的远海)海洋表面动力学要素信息的快速获取。开展规范化比测试验,推动高频超视距雷达风、浪、流探测尤其是对灾害性海洋天气和海上环境事故的监测进入业务化运行水平,为我国大面积海洋环境监测提供新型骨干设备。     

浮标式高频地波雷达研制

浮标式高频地波雷达是一种能够突破传统地波雷达仅能沿海岸线布设的限制,通过接收天-地混合路径回波,将探测范围扩展至远海区域,大大增强雷达系统部署的灵活性的新型高频地波雷达。该系统具有可拓展性,具备进一步接纳雷达节点的能力,为多样性的应用提供了可能,该系统在国内是首次论证并自主设计,是我国海洋技术领域在十二五期间的863重点课题。浮标式高频地波雷达主要由地波雷达分系统、浮标平台分系统、软件子系统、电源通信运管分系统组成,其结构紧凑、功耗低,环境适应性好。通过研究浮标式高频地波雷达总体技术、多频段多通道并行的被动相参接收技术、基于多径多源信息融合算法反演技术、运动与姿态(多谱勒频移)补偿技术、圆形天线阵列及其自适应波束形成技术、浮标平台稳定性设计技术、海洋环境密闭防腐设计技术、电源通信运行管理控制技术,并在软件算法设计、浮标平台设计、低功耗雷达主机设计、雷达全自动化工作等方面进行重点突破,基本完成了浮标式高频地波雷达的研制开发任务。目前产品初装已全部完成,并已完成硬件联调,具备进行软件联调及外场试验阶段的条件。     

针对高频地波雷达的海上风电场遮蔽效应分析

提出一种评估海上风车阵列对高频地波雷达目标探测影响的方法.首先,通过雷达方程证明目标散射截面积(RCS)为雷达接收目标回波功率与衰减因子的乘积,由衰减因子对布拉格回波功率和目标回波功率影响的一致性,利用统计的布拉格功率的距离曲线补偿目标回波功率.然后,通过比较目标船只在经过风电场遮挡区和非遮挡区的散射截面积变化,分析风电场的遮蔽效应.对桂山实验的15条船只分析结果发现:船只的回波功率在通过风电场时有明显变化;风车遮挡区域与非遮挡区相比,目标散射截面积减小7 dB.提出的评估方法为沿海高频地波雷达建站提供了理论依据.     

高频地波雷达电离层距离方程建模及仿真

针对电离层的空间分布特征,构建了体目标和面目标的雷达距离方程.根据不规则体对高频电波的相干散射原理,估算了电离层RCS的散射系数,进而给出基于电离层物理机制的广义高频地波雷达方程,从而量化了电离层特征参数对高频雷达系统的影响.通过仿真发现,对于面散射情形,斜向散射电离层杂波符合波束限制模型,垂直向的电离层杂波符合脉冲限...     

跳频技术在高频地波雷达中的应用

为提高高频地波雷达的抗干扰能力,提出了一种在线性调频中断连续波的基础上基于跳频技术的新高频地波雷达体制.并从整体上对这一新体制进行了阐述.在分析了这一新体制优缺点的基础上,对由跳频引起的旁瓣过高这一缺点,采用三次样条插值方法实现对不可靠数据的替代来进行弥补.最后给出了这一体制雷达的理论分析和系统仿真结果.     

LFM脉冲压缩雷达的移频干扰技术研究

脉冲压缩雷达能够同时提高雷达的作用距离和距离分辨率,在现代雷达中被广泛采用.由于线性调频脉冲压缩雷达的距离-多普勒频移之间存在强耦合现象,使其比常规雷达更易受移频干扰.对单假目标移频干扰、线性函数移频干扰和分段线性函数移频干扰进行了理论分析和Matlab仿真验证,并对各种干扰进行比较和分析.仿真实验证明了理论分析的正确性和有效性,在工程实践上提供了对抗脉冲压缩雷达的理论指导.     

一种基于W7100A的高频地波雷达LXI接口设计

为实现高频地波雷达同步控制器模块化,同时满足高频地波雷达数据传输的要求,提出了一种经济有效的解决方案,设计了基于W7100A的在应用可编程处理模件,并制作了实际硬件电路板。通过模件配合上位机和雷达系统进行的命令测试和波形生成实验,验证了电路设计和软件编程是成功的。     

常规雷达航迹干扰参数分析

对雷达的有源欺骗干扰是电子对抗中经常应用的重要手段。文中介绍了对常规雷达进行航迹欺骗时,干扰功率、角度干扰时延、距离干扰时延和多普勒频移等干扰参数的设置方法,给出了相关公式。利用这些公式,可描绘出虚假航迹,达到欺骗敌方雷达的目的。以此为依据设置干扰机参数,对雷达网进行干扰,可在组网雷达的每部雷达上产生空间相关的航迹,达到干扰敌方雷达网的目的。     

基于压缩感知的时域抗射频干扰方法

射频干扰是高频地波雷达中一种不可避免的干扰,在海态探测应用中,会对海洋回波信息的提取造成极大困难。基于射频干扰在原始时域数据上的短时性特征,提出了基于压缩感知的时域抗射频干扰方法。该方法利用少量的无干扰采样数据即可对干扰数据段的海洋回波进行估计,以完成射频干扰抑制。经过仿真和实测数据的检验,射频干扰被完全抑制且海洋回波保持完好,表明该方法对射频干扰有良好的抑制效果。     

基于EMD的高频地波雷达抑制射频干扰研究

提出了一种新的抑制射频干扰(RFI)方法,通过短时傅里叶变换找到干扰的时间位置,应用经验模态分解(EMD)方法,去除满足一定频域条件的射频干扰,达到在抑制射频干扰的同时,最大程度上保留有用信号的目的.实测数据分析表明:该方法在不损失有用信号的基础上有效抑制了射频干扰,且处理速度快,满足高频地波雷达(HFGW)实时工作要求.     

基于S变换的浮标式高频地波雷达相位补偿算法

针对浮标式高频地波雷达系统,分析了雷达平台晃动对回波信号相位的影响,并且提出一种基于S变换的相位补偿方法。该方法利用信号窄带分量中能量最大者作为相位补偿的标校信号,采用S变换的时频分析方法对雷达信号的瞬时频率以及相位进行估计,实现对回波信号相位补偿。仿真结果显示一阶海洋回波谱得到了很好的锐化,与相位污染前的多普勒频谱相近,从而验证了方法的有效性。     

高频地波雷达中电离层Es层杂波分析及其抑制

针对电离层杂波这一目前限制中远程高频地波雷达发展的主要因素,分析了突发E层(Es)杂波的信号特征．观察到电离层Es层杂波会在1 d内多个时间段出现,每次持续时间为2～3 h,且历经由单分量时频分布到扩展型散乱分布的变化．Es层杂波在能量上显著高于雷达海洋回波,且在距离上的相关性明显高于海洋回波,据此提出了杂波抑制的距离相关对消法,利用相邻距离元上回波信号估计杂波子空间,对杂波进行正交投影滤波．雷达实测数据处理结果表明上述分析和杂波抑制方法是正确和有效的．     

多频高频地波雷达同步控制系统设计

针对高频地波雷达多频探测的同步时序要求,提出了一种基于以太网的多频雷达同步控制系统设计方案.该方案利用DSP搭建以太网通信平台,由上位机将同步控制配置参数通过以太网下载到FPGA中,并根据GPS同步时钟产生一系列雷达时序控制脉冲信号,用于控制多频雷达发射、接收及数据采集与处理.与传统单频地波雷达同步控制相比,该系统可使雷达工作在多种工作状态,具有参数变更灵活、方便试验等优点,提高了雷达的整体性能.实验结果验证了设计方案的正确性.