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。     

国内新闻

地波雷达首次服务奥帆赛，非线性光学分子功能材料研究获进展，发现调控肝脏甲胎蛋白基因表达关键分子，饮食和运动干预可降低糖尿病风险，研发出紫外单光子成像探测器，研发出多尺度有序多孔的快速自组装方法     

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.     

中短波段地波场强计算与分析

海上无线电导航系统一般工作在中短波段,利用地波进行导航定位。地波信号场强的计算是整个系统设计的理论基础,它决定系统的工作范围、接收机设计的灵敏度和动态范围。针对地波衰减函数计算复杂的问题,本文给出了试探逼近、精确计算以及对精确计算的改进等三种方法。并对精确计算的改进这个方法进行了不同频率下的仿真,结果表明该方法能够满足计算误差要求。通过仿真比较,验证了该算法可以用于工程上的快速计算。     

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。     

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。     

用进化算法估计高频地波雷达海洋回波的DOA

提出了一种用于波达方向(DOA)估计的基于进化算法的最大似然超分辨算法,当信噪比不高、阵列输出数据较短的情况下,其性能比普通的超分辨算法有较大改善. 其中的进化算法结合了遗传算法和进化策略两种算法的优点,适于求解似然函数的多维搜索问题,与交替投影等算法比较,精度上有了较大提高. 对高频地波雷达海浪回波的实测数据处理结果表明了DOA估计方法是有效可行的.     

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。     

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。