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。     

便携式近程高频地波雷达海流对比试验

为了验证便携式近程高频地波雷达的海流观测性能,利用海流计现场观测数据作为参照,分别评估从两个雷达站合成得到的矢量流精度和两个雷达站各自独立测量得到的径向流精度.根据矢量流评估结果,得到流速的均方根误差为10.37 cm/s,流向的均方根误差为15.12°;根据两个雷达站的径向流评估结果,得到其中一个雷达站测得的径向流均方根误差为10.83 cm/s,另一个雷达站的径向流均方根误差则为13.50 cm/s.对两个雷达接收到的海洋回波信号的信噪比进行分析,结果表明两个雷达站的径向流精度差别由回波信噪比引起.     

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...     

高频地波雷达提取海面散射特性的高分辨算法

基于波束定向理论,提出了提取高频地波雷达遥海海面散射特性的一种高分辨细分算法,与ＭＵＳＩＣ算法相比,该算法数据处理的结果不仅含有海流的信息,还含有海浪的信息,中给出了计算机模拟结果,并针对雷达的工作体制,说明了具体工程的实施方法。     

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。     

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.     

高频地波雷达的阵列互耦校正

针对分布式高频地波雷达（HFSWR）的工程应用,研究了基于自适应混合算法（AHA）的阵列无源校正方法.该方法将阵列误差估计问题转化为多元参数的联合估计问题,利用改进的混合算法得到了该优化问题的最优解估计.利用海洋回波校正了分布式高频地波雷达阵列幅相误差之后,将该方法应用到雷达系统的阵列互耦误差校正.仿真和现场实验实测数据的分析表明,该方法对空间谱算法性能的改善十分明显,验证了其有效性.     

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.     

高频地波雷达反演海浪的海上对比验证方法研究

在介绍高频地波雷达反演海浪要素工作原理的基础上，利用2000年10月在浙江舟山海域进行的OSMAR2000和SZF1－Ⅱ海上对比验证实验中所获取的资料进行系统比较分析，验证了OSMAR2000探测海洋海浪要素的精度，并分析了OSMAR2000反演海浪时的误差成因。     

武汉大学研制出高频地波雷达——攻克我国海洋环境超视距监测关键技术难题

由武汉大学电子信息学院主持的国家863计划重大课题“高频地波雷达海洋环境监测技术”通过国家科技部验收。在东海舟山群岛海域的现场试验表明，该成果在总体上达到了世界先进水平，为我国海洋环境监测系统提供了关键设备。     

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.     

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。     

基于高频地波雷达观测的粤港澳大湾区春季海表流特征研究

基于高频地波雷达系统监测得到的海表流资料, 选取907个高密度空间点, 运用调和分析等方法, 探究粤港澳大湾区2020年3月的潮流特征。结果表明, 该海域潮流以不规则半日潮M2分潮为主, 且浅水分潮影响显著。主要全日分潮和半日分潮的倾角都在120°~160°之间, 即最大流速都为西北?东南流向, 表现为向岸?离岸流动的趋势。随着与海岸线距离的增加, 潮型系数和浅水系数逐渐增大, 区域南部离岸区表现出不规则全日潮的特征。可能最大流速和实测最大流速的范围分别为0.33~71.01 cm/s和58.63~149.99 cm/s, 其大值都分布于研究区的西北部和南部。     

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.     

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。     

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.     

基于分时双频的高频地波雷达海面目标探测

提出了一种分时双频方法用以提高其目标探测性能.分析了分时双频雷达波形,针对分时双频探测引起的目标相干积累时间减少以及多普勒谱点不对齐等问题,利用非均匀傅里叶变换将其转换为一不适定问题,并利用Cauchy-Gaussian模型正则化方法进行外推处理,从而获得目标多普勒谱图.仿真结果表明该方法能够有效地消除海面移动目标的检测盲区,提高检测性能.     

高频地波雷达射频干扰抑制研究

针对射频干扰与回波信息在幅度和频域分布上的不同特性,提出了一种改进的经验模态分解(EMD)算法.该方法首先对包含回波信息和射频干扰的原始信号乘以给定的高频信号,将其搬移至高频带,然后通过EMD将回波信息和射频干扰分解到不同的本征模态函数(IMF),在每个IMF中对高出阈值的干扰部分置零,最后将处理后的IMF相加重构信号,并搬移回原频带.达到在抑制射频干扰的同时,无损干扰位置处的回波信息.该方法处理速度快捷,满足雷达实时处理要求.实测数据验证表明:提出的算法改进了原始EMD算法的缺点,并且在不损失回波信息的基础上最大程度地抑制了射频干扰.     

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。     

基于小波分析的高频地波雷达电离层杂波抑制

针对高频地波雷达电离层杂波,提出了一种新的抑制方法.该方法引入虚拟跳频技术,并与小波分析相结合,更好地进行了杂波抑制.通过频率虚拟跳变去除相邻回波脉冲间的相关性,人为地多次调整相位序列,起到统计平均的作用,而且可以配合小波变换中尺度参数和平移参数的调节,弥补单纯利用小波分析的不足.实测数据处理结果表明,该方法对电离层杂波具有很好的抑制效果.