天波超视距雷达作战效能综合评估研究

为全面准确评估天波超视距雷达作战效能,提出了一种基于模糊层次决策的天波超视距雷达作战效能综合评估模型。建立了一种较为系统的天波超视距雷达作战效能综合评估指标体系。将层次分析法与模糊综合评判方法应用到雷达作战效能评估中,介绍了作战效能评估方法和步骤,最后以某型天波超视距雷达为例进行了实例应用与分析。结果表明,该评估模型实用有效,为天波超视距雷达的研制、改进、优化部署以及作战使用提供了辅助的决策依据。     

天波超视距雷达海面非后向散射特性建模分析

运用微扰法推导了非后向散射下的天波超视距雷达海杂波模型,将此模型进行计算机仿真,并定性分析此模型下双基地角、雷达工作频率、风向、风速、入射角对海杂波回波强度的影响,为非后向散射下天波超视距雷达的目标检测和雷达布站提供了科学依据。     

一种天波超视距雷达自适应波束形成方法

天波超视距雷达利用自适应波束形成技术抑制短波干扰以增强探测性能,但是在相干处理间隔内电离层运动通常会使干扰呈现明显的空间非平稳性,增加了自适应处理的难度.由于在距离-多普勒域上进行自适应波束形成时电离层的影响显著降低,文中提出了在距离-多普勒域上对雷达阵列接收信号进行自适应波束形成的方法.实测数据处理表明,该方法能有效地克服干扰的非平稳性以抑制干扰,而且易于工程实现.     

基于AHP法的天波超视距雷达作战效能评估模型

根据天波超视距雷达的工作特性和作战任务,运用层次分析法,给出了天波超视距雷达作战效能评估指标的层次结构,确定了各效能指标及相对权重的计算方法,得出了天波超视距雷达作战效能评估的数学模型,为该雷达的发展改进及作战使用提供辅助的决策依据。     

一种天波雷达瞬态干扰抑制方法

瞬态干扰是天波超视距雷达中一类常见的干扰,会降低雷达目标的可检测性,需要加以抑制。文中分析了雷达接收回波的多普勒频率稀疏性,建立了由潜在回波信号构成的过完备字典,使得雷达接收回波在该字典下有稀疏表示形式,同时提出了基于压缩感知的天波雷达瞬态干扰抑制方法。该方法利用压缩感知重构雷达接收回波,由其代替瞬态干扰位置上的原始信号,从而实现瞬态干扰抑制。实测数据处理证明了该文方法的有效性。     

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。     

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。     

天波雷达在不规则地形中的接收阵列天线综合

分析非平坦地形对阵列方向图的影响,给出一种相位补偿算法,该算法通过相邻阵元相位差与地形斜率的关系,合理地设计阵元权值相位,矫正了非平坦地形导致的波束指向偏移,减少了方向图畸变。提出一基于不规则地形(山地、丘陵)的天波雷达接收阵列的综合方法,该方法在一特殊稀疏阵的布阵模型基础上,采用相位补偿算法与切比雪夫加权对该布阵模型进行阵列优化,降低了工程难度,减小了不规则地形对于阵列的影响,满足天波超视距雷达(OTHR)对接收阵列方向图性能的要求;与传统遗传算法对该布阵模型优化结果相比,采用所提优化方法所得的方向图旁瓣电平更低,对各种不规则地形的普适性更强。仿真结果验证了以上结论。     

天波超视距雷达作战效能评估研究

根据天波超视距雷达的作战任务和战技术性能,建立了天波雷达作战效能评估指标体系.针对天波雷达作战效能评估涉及因素众多且具有信息模糊和不确定的特点,提出了一种基于云模型和证据理论的天波雷达作战效能评估方法.该方法运用折扣证据融合规则合成专家意见实现权重和定性指标值确定,并将权重和指标值转化为云模型,再按云运算规则进行层次运算得到最终评价结果.实例表明,该评估方法有效可行,为天波超视距雷达的作战效能评估提供了新的思路.     

基于原始频谱的天波超视距雷达回波特性分析方法

天波超视距雷达工作环境复杂,受外部干扰和杂波的影响较大,使得超视距雷达目标回波特性十分复杂。为了对目标进行判别和有效跟踪,就必须分析掌握雷达各种回波和目标特性。文中设计了一种基于雷达原始频谱的回波特性分析方法,该方法以原始频谱为基础,将回波点迹及跟踪航迹数据与频谱数据进行同步对比分析,同时对频谱信息进行噪声基底、杂波展宽、覆盖率等统计评估,有效地分析超视距雷达回波特性以及对目标跟踪进行有效地分析和验证。     

二维阵列超视距雷达的选频方法

该文提出一种通过预测到达任务区域路径信噪比,自适应地为天波超视距雷达选择工作频点的方法。利用2维阵列的俯仰维分辨能力,克服了传统方法无法从返回散射电离图中分离多模/多径信号的缺陷。雷达通过电离层探测设备和2维接收阵列,获取返回散射数据、环境干扰数据和电离层状态数据。然后利用电离层模型和状态数据,推算各频点对任务区域的照射路径。运用2维自适应波束形成抑制环境干扰噪声,并处理返回散射数据以预测各路径回波强度。最后计算各频点路径在脉冲压缩后的信噪比,选择信噪比最大值的频率为最优工作频点。     

基于自适应频率选择的OTHR多模传播抑制研究

因电离层分层特性使OTHR回波信号经历多模传播,引起地海杂波频谱大幅度展宽,导致OTHR对舰船目标的检测能力急剧下降.文中提出了基于全频段定频探测的单模工作频率选择方法,指出该方法的核心问题是返回散射定频探测传播模式数目随距离分布信息的获取.提出一种基于特征分解的传播模式数目提取算法,实现了全频段下传播模式数目分布提取,从而最终实现单模式工作频率选择.经仿真研究和试验数据验证,上述方法有效.     

天波雷达电离层污染校正与海杂波抑制

在天波超视距雷达（OTHR）中,舰船目标的多普勒频率与海杂波谱接近,电离层污染会导致海杂波频谱展宽,从而淹没邻近的舰船目标信号。考虑到电离层污染会导致OTHR回波信号的相位缓慢变化,提出了采用相位梯度法对回波信号进行电离层污染校正;利用污染校正后的海杂波可以近似为两个单频信号之和这一特点,提出了应用奇异值分解来实现对海杂波的抑制。仿真结果表明,文中算法可以有效地校正电离层污染,抑制海杂波,显著提高信杂比,从而有效解决强海杂波对舰船目标的遮蔽问题。与现有的HRR—SVD算法相比,文中算法可以适用于相干积累时间较长和电离层污染较大的情况,防止残留的海杂波形成虚警,提高了OTHR对海杂波附近舰船目标的检测能力。     

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。     

MIMO-OTHR稀疏频分互补混沌调制波形设计

针对多输入多输出超视距雷达(Multiple Input Multiple Output Over-the-Horizon Radar, MIMO-OTHR),提出了一种稀疏频分正交相位编码(Sparse Frequency Division Orthogonal Phase Coded, SFDOPC)波形。考虑到超视距雷达工作在非连续分布频谱环境,设计了波形的稀疏频分结构。利用混沌序列天然的正交性、良好的抗干扰和低截获性能,将混沌序列映射为相位编码信号,调制在稀疏载波频率上。基于该波形结构,首先对混沌序列的相关性能进行了优化,利用自适应克隆选择算法最优化搜索得到互补混沌序列对;然后,根据实时监测得到的频谱环境,合理选择载频和带宽,在兼顾频谱环境的同时,可以进一步改善波形的正交性,最终得到一种稀疏频分互补混沌调制波形。仿真结果表明,该波形具备优良的输出特性。     

天波超视距雷达窄带干扰抑制技术研究

天波超视距雷达工作在高频段,其最佳工作频率、带宽常常受到电离层状态的限制。在高频段,密集的外干扰如广播电台、短波通信等污染了雷达的接收数据,导致其性能显著下降。为抑制具有明显空域特性和频域特性的短波干扰,文中提出了空时二维阻塞法进行处理,即通过谱分析获取外干扰的方位和频率后,先阻塞主瓣干扰,然后使用波束形成技术抑制副瓣干扰。在此基础上,进一步分析了空时二维阻塞的本质,提出了同时阻塞多个干扰的方法。仿真结果表明,该方法具有很好的抑制效果。     

自适应编码调制的一种高效半盲检测算法

给出一种基于协议信息的自适应编码调制高效半盲检测算法,该算法同时采用信号多序列抽取和信号多频点滑动匹配两种方法,能够有效克服中频调制信号最佳采样点偏差和频率偏差的影响,可以准确高效地识别出信号类型、信道编码方式、调制类型。实验表明,该算法在低信噪比下就能达到很高的识别率,性能明显优于传统模式识别的检测算法,具有较好的实用前景。     

天波超视距雷达瞬态干扰抑制

天波超视距雷达(OTHR)电波通过电离层折射作下视探测,具有观察距离远,观察范围广的特点.但由于采用HF频段,且电波传播环境复杂,不仅海(地)杂波强,而且有很强的干扰,如电台干扰、工业干扰、冲击噪声、闪电冲击和流星余迹回波等.干扰分长时间干扰和瞬态干扰,瞬态干扰持续时间短、强度大.本文首先讨论OTHR接收到的瞬态干扰的特点;然后讨论了瞬态干扰的滤除方法,即采用特征分解方法滤除海杂波,或在频域直接滤除地杂波,检测出瞬态干扰的位置后,在原始信号中挖除存在瞬态干扰的回波点,并用预测内插的方法,消除瞬态干扰谱对目标掩盖作用,使目标特别是舰船目标能被检测出来;最后通过实测数据的检验.     

四频差动激光陀螺自适应程长控制技术

为了减小四频差动激光陀螺(FMDLG)对外界干扰的敏感性,设计了自适应程长控制系统使之工作于最佳工作点。对FMDLG的程长进行小抖动正弦调制,利用相敏检波技术从光强中提取调制信号的基波和二次谐波幅度。上述两个信号和光强一起用来实现自适应程长控制,它包括自动增益控制、自动调制幅度控制和程长控制3个环路。实验表明,自适应控制可有效消除光学和电子元件参量以及光强变化对控制系统的影响,而且可使FMDLG稳定地工作在最佳工作点上,从而降低其磁灵敏度。