双基地高频雷达一阶海杂波多普勒频移展宽效应

通过分析杂波单元上双基地角的变化,定量分析了双基地高频地波雷达一阶海杂波多普勒频移展宽效应,给出了展宽效应在雷达探测区域上的空间分布,分析了展宽效应的影响因素。同时分析了极限双基地角时的谱展宽效应和零频附近的一阶海杂波能量分布。分析表明,双基地杂波单元上的一阶海杂波Bragg峰多普勒频移是一个连续谱,因而在基线和发射机附近会形成雷达盲区。     

高频地波雷达电台干扰的抑制

为抑制高频地波雷达电台干扰,提出用线性极化变换(LPVT)、非线性极化变换(NLPVT)和多凹口逻辑积极化(MLP)滤波相结合进行极化处理的方法。通过减小干扰极化状态的散落区域,降低干扰散落中心的不确定性,有效提高了滤波器性能。为实现实时处理,利用改进的多凹口逻辑积极化滤波算法解决了处理速度和凹口数量之间的矛盾。结合实际录取的高频雷达电台干扰数据,通过仿真实验证明该方法的有效性。实际雷达数据处理结果表明该方法可使信干比改善20dB以上。     

高频地波雷达有效波高反演的改进模型

从高频地波雷达回波谱中反演有效波高的Barrick模型是工程中实用性较强的模型,为了进一步提高有效波高的反演精度,提出了改进的三参数模型,在模型中增加了调节参数,以提高模型的拟合程度。将改进模型应用到了高频地波雷达有效波高的反演中,并与浮标数据进行了比对,二者的相关系数和均方根误差分别为0.81和0.42 m。同时,将改进模型与已有的模型进行了比较分析,结果表明所提出的改进模型对有效波高的反演结果较之已有模型有所改善。     

双基地雷达的侦察识别

本文主要探讨双基地雷达的侦察识别方法。在分析双基地雷达特征的基础上，提出了两种双基地雷达的识别方法，简单识别法只能识别双基地雷达发射站并确定其参数；相关识别法能同时对双基地雷达发射站和接收站实现侦察识别和定位。计算机模拟证实了这两种识别方法的可行性和有效性。     

双基地雷达天线方向图损失分析

分析了双基地雷达目标回波的概率密度分布与接收角的关系 ,并推导了发射机工作在电扫和机械扫描方式下的双基地雷达天线方向图损失公式。对不同的双基地几何配置条件下的双基地天线方向图损失曲线进行了仿真。仿真结果显示 ,双基地雷达的天线方向图损失比单基地的要小。     

空载双基地雷达地杂波模拟

从空时二维角度出发 ,根据接收方向和多普勒单元划分双基地距离单元 ,进而精确地仿真空载双基地雷达的地杂波 ,并通过杂波仿真验证了双基地雷达的各种多普勒现象。最后给出了空时二维自适应信号处理(Space -TimeAdaptiveSignalProcessing ,STAP)在空载双基地雷达中的应用研究。同时讨论了不同多普勒情况下STAP的应用特点。     

双基地雷达定位精度分析

对双基地雷达测量时的数据冗余提出一种相关数据压缩算法。仿真计算表明,这种算法与只采用单一测量数据组合时的定位性能比较,可大大改善双基地雷达在发射机近区和接收机远区的定位精度。与单基地雷达相比,其在远区的定位精度也具有明显的优势。     

基于时频分析的高频地波雷达电离层杂波抑制

针对高频地波雷达回波信号中的电离层杂波,提出了利用时频分析与特征值分解抑制杂波的方法.该方法首先通过时频分析合理地选择扫频脉冲时段和多普勒频率区间;然后对选定的时频域区间,采用特征值梯度准则与相邻距离元插值估计相结合的方法,分别在阵元-脉冲域和阵元-多普勒域进行特征值分解,更好地抑制了电离层杂渡.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.     

高频地波雷达海杂波神经网络选择集成预测

针对高频地波雷达海杂波的混沌特性,提出了一种新的海杂波神经网络集成预测方法。该方法在重构的相空间中估计所有神经网络在预测样本邻域内的预测性能和错误关联,进行神经网络的自适应选择和动态集成,实现海杂波的神经网络集成预测。在OSMAR2000高频地波雷达系统海洋目标实测数据上的测试结果表明,该方法具有较高的海杂波预测精度。     

单/双基地雷达的低空探测性能研究

从雷达方程出发,提出单、双基地雷达探测目标的判定式,通过实时采集典型目标的单双站雷达散射截面,计算出单、双基地雷达对该目标的低空探测范围图,得到有价值的结论。通过比较分析,证明双基地雷达在对目标低空探测方面优于单基地雷达,为双基地雷达用于工程实践提供了理论依据。     

高频地波雷达飞行目标高度估计

高频地波雷达探测空中目标时缺乏俯仰角度信息,不能直接获取飞行目标高度,目标状态初始值对跟踪精度影响很大。提出一种拟牛顿法与高度参数化迭代扩展卡尔曼滤波(heightparameterized iterated extended Kalman filter,HPIEKF)结合的方法跟踪目标三维信息。首先利用雷达系统过去时刻和当前时刻的观测信息通过拟牛顿法估计目标的飞行高度;其次,用该高度值初始化HPIEKF,对飞行目标进行三维信息跟踪。仿真实验表明,拟牛顿法能够以较小误差估计出目标飞行高度,利用该估计值作为HPIEKF跟踪的初始值,提高了跟踪精度。     

双基地MIMO雷达二维方位角及多普勒频率联合估计

提出了一种新的双基地多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）雷达二维方位角及多普勒频率联合估计算法。该算法基于m-Capon方法将目标波离方向(direction of departure, DOD)与波达方向(direction of arrival, DOA)相“去耦”,得出了对目标DOD和DOA的估计;然后,在对目标二维方位角的估计的基础上,算法可进一步估计出目标的多普勒频率。因此,其估计出的目标二维方位角与多普勒频率可自动配对。该算法无需预判目标数及对数据协方差矩阵特征值分解,且对目标二维方位角与多普勒频率的联合估计不涉及高维的非线性优化搜索,具有较小的计算量。此外,该算法可适用于发射和接收阵列为任意阵列结构的双基地MIMO雷达系统。计算机仿真结果证明了本文方法的正确性和可行性。     

基于压缩感知的高频地波雷达二维DOA估计

针对高频地波雷达(high frequency surface wave radar, HFSWR)目标角度估计问题,提出了一种基于压缩感知(compressive sensing, CS)的距离多普勒(range Doppler, RD)域单快拍二维波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法。分析了在RD域进行DOA估计的理论可行性及单快拍处理的优势;基于子空间追踪思想提出了一种针对L型阵列的二维DOA估计降维后的角度配对和修正方法,在低信噪比和目标回波幅度接近的情况下仍能保证完成正确的匹配并消除无效的角度组合,从而实现精确的二维DOA估计和目标空域分辨。仿真结果和高频地波雷达实测数据的处理结果分别验证了其性能优势和有效性。     

Precise time frequency synchronization technology for bistatic radar

A complete method of synchronization technology of bistatic radar using global position system （GPS） is presented. The pulse per second signal （1PPS） is elaborately modified to increase the time synchronization precision and keep loop locking. A very high time synchronization precision is achieved. Using the modified 1PPS to discipline the local OCXO, the reference frequency signal achieves both high long term stability （LTS） and short term stability （STS） properties. An algorithm, named phase abrupt change CFAR is presented to restrain the 1PPS phase abrupt change and keep loop locking. The experimental results indicate that this time and frequency synchronization method is effective and the time synchronization precision of the synchronization system can be improved from ±100 ns to ±25 ns. In addition, the phase noise is improved to 20 dB.     

软件化多频地波雷达频率合成器设计

针对高频地波雷达海洋动力学参数多频探测的技术特点,提出了一种基于波形库的软件化多频地波雷达频率合成器实现方案,可以同时和分时产生多路脉内线性调频信号,各路信号形式、频率、初相、幅度等都独立可控,解决了雷达波形种类、幅相控制、捷变时间受限等问题,较大提高雷达系统性能;给出系统的硬软件实现方案.测试结果表明,该数字频率源的相位噪声在偏离载波1 kHz处达-112 dBc/Hz,满足高频地波雷达进行长时间相干积累对频率源稳定性的要求.     

双基地MIMO雷达多目标高精度跟踪算法

针对双基地多输入多输出(multiple input multiple-output,MIMO)雷达自适应非对称联合对角化(adaptive-asymmetric joint diagonalization,AAJD)跟踪算法在低信噪比时失效的问题,提出一种双基地MIMO雷达高精度跟踪算法。首先,针对低信噪比时AAJD算法信号子空间扩展问题,利用主成分顺序估计原理求出特征值,根据特征值的大小对导向矢量进行排序,得到更加精确的信号子空间。其次,根据跟踪状态的不同,将多目标分类(multiple signal classification,MUSIC)算法分为两步:第一步全空域大步长扫描,对应跟踪非稳定状态;第二步小空域小步长扫描,对应跟踪稳定状态,空域范围由上一时刻估计角度和运动速度确定,并将峰值搜索过程变为取最大值操作,降低了计算量。算法解决了低信噪比时信号子空间扩展问题,提高了跟踪性能,且采用了性能更高的MUSIC算法,并对其进行改进,降低了计算量。仿真结果证明了算法的有效性。     

基于压缩感知的高频地波雷达射频干扰抑制

工作在短波频段的高频地波雷达,受到大量射频(radio frequency, RF)信号的干扰,严重影响了对目标的正常检测和参数估计。根据RF干扰经混频和低通滤波后的时域输出特性,提出了基于压缩感知理论的RF干扰抑制方法。该方法能够利用少量未被干扰的采样数据对目标的距离参数做出精确估计。理论分析和仿真结果表明,该方法在RF干扰较少和密集的情况下都能保持良好的干扰抑制效果和对目标参数的准确估计。     

双/多基地高频地波雷达飞行目标回波仿真

分析了双/多基地高频地波雷达回波信号的仿真过程。针对双/多基地高频地波雷达运动目标与基地相对距离和多变的特点,提出使用迭代方法来仿真双/多基地飞行目标,并给出了仿真过程和公式。仿真结果对比证明这种新方法能准确地仿真双/多基地目标回波,为后续的雷达信号处理方法的研究提供可靠的数据。     

自适应技术在高频地波雷达接收系统中的应用

针对当前高频地波雷达工作频段内的噪声干扰和弱目标受强目标的旁瓣干扰的问题,提出了一种代价函数为三阶统计量的自适应技术来消除干扰的新方案。该方案通过灵活设计频谱监测部件的工作方式,不但能使雷达工作在干扰较低的频段,而且还可充分利用频谱监测所得的外界噪声数据。主要是依据噪声之间具有强相关性而噪声与有用回波信号之间不相关,从而可通过自适应方法实时调整系统参数实现对上述两问题的解决。