对海防御的高频天波超视距雷达

高频天波超视距雷达利用电离层反射可以探测到800～3000km距离外的运动目标。本文对超视距雷达探测舰船的能力进行了讨论,说明了天波超视距雷达在防御航空母舰等海上目标中的重要作用。     

电离层Es 层对天波超视距雷达性能影响研究

电离层突发E 层(Es 层)是我国夏季经常出现的一种电离层不均匀结构。文中提出了一种基于背景电离层特性的Es层电子浓度分布模型,开展了电离层Es 层对天波超视距雷达影响的仿真分析,获得了雷达探测威力特性分布。试验仿真表明,该方法与实际情况的一致性较好。电离层Es 层模型可以为天波超视距雷达性能评估和决策支持提供理论依据。     

短波超视距雷达

天波超视距雷达是利用高频无线电波经电离层反射,能探测到距离大于3000公里的自然目标与人为目标。近来,天波超视距雷达的遥感技术在一些国家中已有了进展。本文阐明天波超视距雷达的一些特点,并介绍美国国际斯坦福研究所(SRI)管理的世界上最先进的天波超视距雷达概貌,还指出了天波超视距雷达的一些应用例子及各国研制动向。     

超视距雷达的数据处理

一、引言后向散射超视距雷达(以下简称超视距雷达或OTH-B雷达)与电波直接指向电离层的微波雷达概念不大相同。超视距雷达波束指向电离层一定区域,只要系统波束仰角和工作频率选择恰当,电离层反射的无线电波能传播到位于雷达视线以外的目标。目标散射这一电波能量,而其中一部分又经电离层返回,而被OTH-B雷达天线所接收。其工作原理如图(1)所示。由此可见,OTH-B雷达能发现雷达视线以下空间区域的目     

电离层多普勒频移的预测

超视距雷达工作在短波波段,通过电离层的折射,可探测到常规雷达无法探测到的地平线以下的远距离目标。但雷达电波经电离层折射,探测结果必然受到电离层的影响,其主要特征之一是回波谱中常伴随多普勒(Doppler)频移。文中简单描述电离层Doppler频移的产生机制,并在已预测电离层信道参数的基础上利用数字射线追踪技术对E层、F2层的高频天波Doppler频移进行预测。     

电离层对天波超视距雷达坐标变换的影响

本文采用准抛物电离层模型及解析型射线追踪技术,定量分析了电离层临界频率、峰高误差对天波超视距雷达坐标变换的影响。仿真结果表明,在低角波传播模式下,工作频率的降低与探测距离的增加可大幅降低目标地面大圆距离误差。本文研究成果对天波超视距雷达工作模式设计及站址选择具有指导意义。     

天波超视距雷达目标录取方法的研究

天波超视距雷达（OTHR）的工作方式和工作环境比较复杂,雷达的定位精度、检测概率和数据率与常规雷达不同,容易受外部噪声和杂波的影响。由于电波要通过电离层传播来探测目标,电离层的瞬时变化和多模式会污染雷达回波信号,并产生多路径效应,使超视距雷达测量得到的目标数据存在不确定性和模糊性,要从这种数据中正确识别出目标并能自适应关联跟踪处理是很困难的事。文中根据OTHR雷达的实际情况,参照常规雷达的目标录取方法,在自动跟踪的基础上,研究并开发出适合超视距雷达工作的人工录取和半人工录取方法,使得雷达在恶劣环境下也能充分发挥正常的工作能力。     

天波超视距雷达海面目标定位方法研究

对单基地天波超视距雷达目标定位精度不高的原因进行了分析,通过仿真计算,给出了电离层虚高和目标方位角所引起的单站目标定位误差,提出了一种利用多基地天波超视距雷达发射站、接收站、电离层与目标之间几何关系,构建非线性定位方程组,实现对目标高精度定位的方法。由于非线性定位方程组中不涉及目标方位角,仅包含电离层虚高和目标位置等未知量,所以通过解方程组能够获得精确的目标位置,消除目标方位角和电离层虚高测量误差所引起的定位误差。通过仿真,验证了该方法的正确性。     

超视距雷达天线的理论设计与实践

一、引言超视距雷达利用电离层(主要是F_2层)对短波电磁波的反射来探测视距以外的目标。由于电离层的电磁参量是频率的函数,而且是不稳定的,为了探测地平线下一定区域的目标,就要求天线能在一个很宽的频带上作宽角电扫描,从而给天线设计带来一系列的问题。另外,短波天线相当庞大,所以在电设计时,一方面必须考虑结构的紧凑合理、可实现性;另一方面理论分析、模拟实验对设计的成功就显得尤为必要。     

电离层虚高对超视距雷达多站联合定位精度的影响

在天波超视距雷达系统的短基线多站联合定位中，一般假设多站点电离层反射虚高保持一致，为确定这一假设对定位结果的影响，本文进行电离层探测试验，以研究电离层虚高对多站联合定位精度的影响。试验时分别架设两个接收站模拟短基线超视距雷达系统的接收站点，再在较远距离架设目标站点，利用来自目标站点的发射信号模拟目标的返回信号。本文假设参考站点到目标站点链路的电离层反射虚高和大圆距离是已知的，对于同一工作频率，利用参考站点-目标站点链路上的电离层虚高，去解算定位站点-目标站点之间的大圆距离。参考站点和定位站点相距约90 km情况下，结果显示:目标和定位站(道孚-武汉)大圆距离约为1 260 km时，两条链路的虚高均方根误差约为5.82 km，相应的大圆距离的定位均方根误差约为5.02 km，相对误差约为0.34%；当目标和定位站(乐山-武汉)大圆距离约为1 000 km时，误差分别约为5.5 km, 5.69 km和0.46%。试验结果和理论分析表明，可以从缩短接收站点的布局和降低电离层反射虚高两个方面进一步提高目标定位的精度。本文试验结果可为短基线天波超视距雷达的建设提供较为重要的参考价值。     

基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法

利用海上蒸发波导可以使舰载微波超视距雷达实现远距离低空目标探测,然而大气波导内的超折射和多径传播效应会产生不利于目标检测的雷达盲区。该文提出一种基于目标函数的微波超视距雷达天线高度优化方法,针对形成蒸发波导的海-气界面稳定层结、中性层结和不稳定层结3种情况,利用电波传播数值算法和雷达评估模型仿真分析了蒸发波导内特定区域不同目标函数时的雷达目标检测性能,给出了雷达天线高度优化结果。该文方法可以为微波超视距雷达系统设计、探测性能分析和大气环境自适应技术提供参考。     

海上通信抗干扰技术研究

海防建设的首要目标是具备高超的卫星雷达探测和反探测技术,比如海上通信抗干扰技术中的高频地波雷达。高频地波雷达可以超视距探测高频段垂直极化电磁波,进而探测海上舰船和低空飞行目标。     

一种去除电离层相位污染的方法

天波超视距雷达在传播过程中会受到电离层的相位干扰,这将导致信号频谱的展宽,电离层的相位污染影响了雷达的探测性能.介绍分析了一种简单有效的去除电离层相位污染的方法,并进行了仿真研究.结果表明,该方法具有稳健的去污染效果.     

采用高频表面波雷达进行超视距船舶探测的实验研究

使用从前的微波雷达，由于电波的直线传播特性，很难探测到地平线以下的超视距目标，但是，利用沿着地表面传播的表面波，就有可能探测到超视距目标，不过，由于超视距传播的传播损失非常大，所以，存在着从目标返回的信号极其微弱的问题，本论文论述了利用将微弱的接收信号进行长时间积分的办法，来提高接收灵敏度的高频表面波雷达的概要以及探测实验结果。     

舰载超视距雷达发展综述

舰载超视距雷达不仅是探测视距以外的远程海上和低空目标的有效手段，还是对抗反辐射导弹、隐身目标和电子干扰的有利武器。本文描述了舰载超视距雷达的特点以及在现代海战中的作用和优势，介绍了作为舰载远程探测设备的地波超视距雷达和微波超视距雷达的技术发展趋势。     

基于环境约束的天波超视距雷达任务规划方法

首先根据天波超视距雷达多功能多任务的需求,结合传输信道电离层和工作频段干扰以及噪声分布等环境特性,介绍了天波超视距雷达任务规划的特点,论述了不同类型目标的探测机理、工作方式和参数设计,并提出了基于环境约束条件的任务规划方法。然后,基于传输损耗、噪声基底和海杂波强度等参量统计结果,以空中目标探测为例,给出了性能评估函数和任务子区规划流程。最后,给出了不同优化准则下的规划结果图,并对结果进行了分析评估。     

基于空间相关电离层模型的天波雷达目标跟踪

天波超视距雷达(简称天波雷达)(OTHR)通过电离层反射效应可实现对多种高价值目标的远程预警.天波雷达目标跟踪算法设计中,电离层建模对其跟踪性能至关重要.该文考虑现实中电离层的空间相关性,提出一种基于高斯马尔可夫随机场(GMRF)的电离层虚高模型,以及相应的天波雷达多路径目标跟踪方法.该方法在贝叶斯估计的基础上,对多路...     

什么是超视距雷达

超视距雷达也叫超地平线雷达,或散射雷达。它能探测地平线以下区域,即视距以外的目标。因此,用在预警系统中能提早发现远程导弹之类远距离目标,而增加预警时间。一般雷达发射的电磁波和目标反射的回波,都是在空中沿直线传播的,而大地表面是一球面,所以只能探测地平线以上的目标     

应用武汉电离层斜向返回探测系统测量回波相位

电离层作为时空随机变化介质,除了规则变化外还存在着不规则结构和随机变化,即电离层不稳定性,其直接影响是经过电离层传播的电波产生相位随机起伏.利用垂测仪和信标接收机测量精确相位数据的各种方法已被广泛应用,而应用具有大范围电离层探测能力的高频天波超视距雷达测量回波相位的方法还没有文献提出.文中提出了一种从相位编码脉冲压缩体制电离层探测雷达测量的电离层信道双时响应中提取相位数据的理论.此理论被成功地应用于自行研制的武汉电离层斜向返回探测系统中,探测获得了有效的回波相位数据.     

天波超视距雷达多模传播抑制研究

电离层多模传播引起天波超视距雷达杂波频谱大幅展宽,严重制约海面慢速目标检测.给出了基于工作频率选择的多模传播抑制方法,指出该方法的核心问题是全频段电离层传播模式信息获取,可通过电离层返回散射探测传播模式区提取解决.结合电离层电波传播理论、信号处理、图像处理、统计分析、射线追踪等多类方法,以准抛物模型为基础,提出了一种多模传播下传播模式区域智能提取算法,实现针对某一指定探测区域的单模式工作频率选择,从而有效抑制多模传播.