由高频地波雷达回波提取海态信息研究

高频在地波超视距雷达主要用舰船跟踪超低空飞机目标检测。本文讨论了它在海态遥感领域的应用，介绍了由雷达回波多卜勒谱提取海态参数的方法，给出了用于实时海态遥测的回波信号及海态数据处理系统组成框图。     

高频地波OTH雷达二阶海杂波分析及模拟

由于具有良好的军事应用前景和诱人的民用潜力，高频地波超视距雷达越来越受到世界各国的高度重视。对于工作在短波波段的高频超视距雷达，有用目标的检测是在强大的海杂波背景下进行的，当海态充分发展时，其中二阶海杂波便成了目标检测的主要干扰背景。本文在对高频雷达二阶海杂波产生机理分析的基础上，重点讨论了二阶海杂波的模拟方法，从海杂波产生机理的角度实现了是海杂波的模拟，并与实测的海杂波频谱进行对比分析，验证了模拟方法的有效性。     

高频雷达海洋回波谱特性及影响其质量的因素

本文从高频雷达海洋回波说形成机理出发，分别讨论了海态，电离层等对高频雷达海洋回波谱的影响。     

单基地一阶海杂波的仿真研究

由于具有良好的军事应用前景和诱人的民用潜力,高频地波超视距雷达越来越受到世界各国的高度重视。对于工作在短波波段的高频超视距雷达,有用目标的检测是在强大的海杂波背景下进行的,当海态充分发展时,其中一阶海杂波便成了目标检测的主要干扰背景。本文在对高频雷达一阶海杂波产生机理分析的基础上,对一阶海杂波进行仿真研究雷达频率,风向,风速等外在因素对一阶海杂波产生的影响。     

高频天/地波雷达海面风向、洋流反演试验研究

高频天/地波雷达是近年来提出的一种新的雷达探测体制, 其海杂波包含丰富的海态信息.为研究该体制雷达在海态探测中的应用, 在海面风向、洋流反演方法研究基础上, 利用高频天/地波探测试验系统开展海态反演试验研究,依据接收到的海杂波信息, 获得海面风向和径向洋流信息, 并与海上实测资料进行对比.对比试验结果表明两者具有较好的一致性,高频天/地波雷达用于海洋状态观测具有一定的可行性.     

高频地波雷达工作环境对系统性能影响的分析

与常规微波雷达不同,高频地波雷达的工作体制和特点使其探测性能更多地受到外部环境因素的影响.基于高频地波雷达对海探测机理,推导了高频地波雷达方程,并综合考虑系统参数、地波传播特性、海态、环境噪声、海杂波等因素对雷达探测性能的影响,建立了用于高频地波雷达系统仿真的主要模型,对影响雷达系统探测性能的有关因素进行了仿真和分析.据此建立的仿真系统,为优化系统设计、评估系统性能提供了一个良好的环境和手段.     

高频地波雷达探测距离估算

高频地波雷达探测距离主要受环境噪声和海杂波的制约.对于环境噪声占领优或海杂波占优的情况,已有相应的距离估算公式.但对环境噪声或海杂波可比拟的情况,使用上述公式所算得的结果误差较大,对雷达总体设计会产生一定影响.文中根据环境噪声和二阶海杂波的特性,从理论上推导了噪声与二阶海杂波共同作用下,通用高频地波超视距雷达探测距离估算公式,并在给定参数情况下计算了不同时段、不同海态下雷达对舰船目标的探测距离,从而为地波雷达总体设计提供依据.     

高频雷达海洋回波信号的混沌特性研究

高频波段海洋回波信号表现了非线性和频谱时变性.传统的谱分析方法,无法反映回波信号在时间上的演化规律.本文应用混沌动力学方法分析和计算了高频波段海波回波信号的混沌特性参数,并通过高频地波雷达实测数据的验证,首次得到了高频无线电波海洋回波信号呈现混沌特性的结论.这一结论对高频雷达目标探测和海态遥感研究都具有重要意义.     

一种新的高频雷达海杂波的分形模型

利用分形理论建立的海杂波模型具有巨大的潜力,在高频雷达海杂波多重分形特性的基础上建立了高频雷达海杂波的时域分形模型。通过对韦布尔分布、对数正态分布、瑞利分布和K分布4种最常用的海杂波的概率密度函数的比较分析并利用修正的Kolmogorov-Smirnov(K-S)统计检验,得出了高频雷达海杂波的时域模型具有先验的统计特性的结论,证明了新的海杂波时域分形模型的合理性,这对于高频雷达海杂波建模与仿真及其背景下目标检测研究具有现实意义。     

高频地波雷达系统性能仿真软件的设计与实现

雷达系统建模和仿真为优化系统设计、评估系统性能提供一个良好的环境和手段.根据高频地波雷达对海探测机理和工作特点,综合考虑系统参数、地波传播特性、海态、环境噪声、海杂波等因素对雷达系统探测性能的影响,建立了高频地波雷达系统性能仿真的主要模型和仿真软件体系结构,运用MATLAB设计实现了具有图形用户界面(GUI)的高频地波雷达系统性能仿真软件HFSWRsim,并进一步用此软件仿真系统对雷达系统探测性能进行仿真分析.     

高频地波雷达探测海面动力学参数的研究

介绍了利用高频地叔雷达探测海面动力学参数的理论方法,即由海面回波多普勒谱提取海风,海浪,海流等海态信息,并进行了计算机仿真反演,结果表明该方法能满足工程技术要求。     

舰载超视距雷达海杂波仿真

通过对舰载高频超视距雷达信号体制的分析，实现了目标距离和速度信息的提取；针对舰载超视距雷达的特点，重点对海杂波的展宽机理进行了分析，提出了相应的仿真方法，并与实际采集的海杂波信号进行对比分析，以验证仿真的有效性。     

基于Duffing振子的HFSWR微弱目标参数估计研究

高频地波雷达广泛应用于海上目标以及海态探测,其研究越来越受到关注。为了提高高频地波雷达的探测性能,文中提出了一种基于Duffing振子的检测远距离目标船只的新方法。首先通过构造差分Duffing振子列,利用间歇混沌原理测量微弱雷达信号的频率。再根据临界幅值和相位的对应关系,通过多次测量解出微弱目标船只的幅值和相位信息。仿真实验验证了方法的有效性。     

高频地波雷达频谱监测仪的设计

高频地波雷达的工作很受外界环境和噪声的干扰,严重影响了雷达的信号质量。为了监测外界噪声的频谱,让雷达工作在信噪比较高的工作频段上,针对目前武汉大学海态实验室所研制的双频多通道高频地波雷达系统,设计了一种频谱监测仪,该频谱监测仪从高频地波雷达的工作波形设计与探测原理出发,采用外差式与快速傅里叶变换算法相结合的频谱监测设计方案,具有传统模拟式和数字式的频谱仪的优点,并通过设计及验证,完成了整个系统的设计,闭环实验结果表明能够有效检测到外部噪声,能够适用于新一代雷达系统,为后续雷达数据的采集和处理有更好的改善。     

亚帆赛间便携式高频地波雷达的海态观测

2010年汕尾亚运会帆船赛期间,便携式高频地波雷达OSMAR-S作为一种重要的海态监测手段在汕尾海域进行观测,为保障亚帆赛顺利举行提供海洋气象服务。雷达获取了汕尾海域近1个月连续的流速、流向、浪高、浪周期、风向和风速等数据,并与海监船搭载的海流计与测风仪以及现场布放浮标实测的数据进行了对比。对比结果表明:雷达与现场海洋仪器的观测数据较为吻合,初步验证了OSMAR-S探测近海海态特别是风浪参数的能力。     

基于恒虚警的高频地波雷达低速目标检测研究

海杂波背景下的高频地波雷达低速移动目标检测比较复杂,单独运用某种检测方法往往无法有效检测目标且导致很高的虚警概率.基于目标在距离多普勒谱图上的特征,提出了结合峰值检测技术、并同时在频域的多普勒向和距离向进行恒虚警检测的三级目标检测方案,进而利用不同海态等级下的模拟海杂波对该三级目标检测方案的性能进行仿真分析,仿真结果均符合理论上的整体虚警率分析并得到了较高的检测概率.最后该方法成功用于武汉大学的OSMAR高频地波雷达的目标实验数据,显示了较高的工程应用价值.     

基于深度学习的高频雷达射频干扰自动识别与抑制

高频地波雷达的探测性能极易受到射频干扰的影响,当前射频干扰抑制的研究主要是通过人工识别来逐一处理,鲜见实时自动识别与抑制射频干扰的研究。随着深度学习在雷达图像处理方面应用的展开,本文尝试将其引入高频雷达射频干扰抑制中,利用YOLO (You Only Look Once)模型来识别雷达距离多普勒谱图中的射频干扰,继而用高阶奇异值分解(Higher Order Singular Value Decomposition, HOSVD)方法对其进行抑制。仿真和实测数据处理结果表明,此YOLO-HOSVD联合算法实现了对高频雷达射频干扰的自动识别与抑制,单场数据处理时间不超过1.8 s。该方法可以应用于高频地波雷达常规海态观测。     

天波超视距海态遥感的电离层干扰去除算法

在用天波超视距雷达进行海态遥感时，因电离层慢相径调制污染致使海面回波谱质量下降，直接影响到遥感海态参数估计。该文利用海态遥感有关一阶海浪回波谱峰强度分布的先验知识，对已有的电离层慢相径调制干扰估计算法进行了优化，并通过仿真分析了优化后的去扰算法对海态参数估计的影响。     

舰载高频OTH雷达回波的实时模拟

针对舰载高频地波OTH雷达回波模拟的需要，从发射和接收基带信号相位的角度研究目标回波及海杂波实时模拟的方案。模拟时不但要保证真实性，还要保证实时性，即要保证模拟方案的计算量不能过大。考虑到上述要求，提出了将发射基带信号根据需要适当延时得到接收基带信号，并将目标多普勒信息与其叠加。对该方案分析表明，尤为适用于舰载OTH雷达海杂波的实时模拟，并给出了模拟结果，与实际采集的海杂波对比表明，该方案的模拟效果较好。     

高频外辐射源雷达一阶海杂波建模及仿真

高频外辐射源雷达是典型的双基地雷达,双基地海杂波建模及仿真对于该雷达具有重要的研究价值。该文首先建立了双基地高频雷达一阶海杂波时域信号模型,并给出了详细推导过程。然后根据已建立的信号模型,提出一种采用带通滤波和希尔伯特变换仿真一阶海杂波的新方法。仿真结果验证了该信号模型及其仿真方法的有效性。