高频地波雷达射频干扰抑制新算法的研究

针对高频地波雷达易受到其他设备发射的高频信号干扰的问题, 通过分析射频干扰与有效目标信号在雷达回波中的表现形式及其在雷达距离多普勒谱图中出现区域的差异, 运用多重信号分类算法估计射频干扰的频率和方位角子空间, 利用子空间投影的方法分别在频率和方位角上分解射频干扰信号和有用目标回波信号, 之后从原信号中减去射频干扰分量, 从而实现射频干扰抑制的目的.仿真结果与实测数据的处理结果都表明:该算法可以有效抑制射频干扰.     

高频地波雷达射频干扰慢时域抑制方法

射频干扰（Radio Frequency Interference, RFI）会对高频地波雷达有用回波产生较大影响。本文提出了一种慢时域射频干扰抑制方法,首先利用频谱监测数据实现射频干扰的分段检测,而后基于射频干扰在慢时域的短时相干性、强距离相关性和方向特性,在常规高阶奇异值分解（Higher?Order Singular Value Decomposition, HOSVD）方法的基础上,结合训练张量三种展开模式矩阵的特点,利用左、右奇异矩阵包含的频率信息实现对干扰子空间的准确估计,进而实现对射频干扰的分段消除。仿真和实测数据的处理结果都表明,该方法可以有效检测并消除射频干扰,提高了数据批处理的运算效率。     

高频地波雷达射频干扰分离方法研究

针对高频地波雷达射频干扰抑制问题,研究基于独立分量分析(ICA)的单通道干扰分离方法,方法突破了常规ICA无法用于单接收通道下信号分离的条件限制,分析了高频地波雷达目标回波与射频干扰的周期性,并根据信号周期性与高频地波雷达相干积累时间长的特点,运用ICA方法实现了目标回波与射频干扰的分离,仿真实验与理论分析证明了该方法的有效性。     

基于特征分解的高频地波雷达电离层杂波抑制

针对高频地波雷达中的电离层杂波,利用特征分解法在阵元-脉冲域和脉冲-距离域对它进行联合处理,并对特征分解法在脉冲-距离域和阵元-脉冲域分别进行了如下改进:在脉冲-距离域采用循环重构数据协方差矩阵,而在阵元-脉冲域则按扫频周期分段正交分解.OSMAR2003系统的实测数据表明:这种处理方法对抑制电离层杂波是有效的.     

高频地波雷达电离层干扰抑制研究

高频地波雷达探测海洋状况和跟踪移动目标时,电离层干扰严重影响了雷达的工作性能.阐述了电离层干扰的来源,分析了电离层干扰的时间和空间特性,指出其在雷达相干积累时间之内在空间上具有稳定性,结合高频地波雷达OSMAR系统的阵列结构,采用分段自适应旁瓣对消的处理方法来抑制电离层干扰.对实测数据处理的结果表明该方法能够有效地抑制电离层干扰,改善海洋回波一阶峰的信噪比,从而提高了雷达对海洋的探测性能.     

基于对应分析的高频地波雷达干扰检测方法

针对高频地波雷达回波信号距离谱特征,采用对应分析法和聚类分析法实现干扰的自动检测.采用对应分析对信号进行时间域和距离域的特征分离,采用聚类分析对特征进行分类,自动识别射频干扰、电离层干扰、信号、噪声,确定干扰所在的时间和距离.利用该方法连续计算了三个月的雷达实测数据,获得了射频干扰和电离层干扰的变化特征.     

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。     

基于SVD的高频地波雷达干扰与杂波抑除算法

该文针对高频地波雷达探海工作期间高频干扰严重海杂波强的特点,干扰抑制时引入海杂波约束条件,对自适应阵列波束形成方法进行了改进,防止干扰抑制后回波中一阶海杂波时域相关特性发生破坏而在频谱上虚假展宽。然后,使用干扰抑制结果构造时域采样矩阵,由奇异值分解(SVD)方法获得积累期间一阶海杂波频率的变化历程,通过矩阵特征分析将一阶海杂波滤除。最后,使用OSMAR2000实测数据检验了本文算法的有效性。     

分布式地波雷达系统射频干扰抑制的研究

分布式地波雷达系统利用多个地波雷达站对固定海域进行探测,可以实现多视角、多频率的海态监测。由于射频干扰具有距离相关、频谱展宽的特点,同一干扰极易覆盖在来自不同发射站附近的海洋回波上,严重影响数据质量。传统的干扰抑制算法是对所有距离元采取相同的处理,对干扰的抑制有局限性,容易造成海洋回波所在的距离元信号衰减,无海洋回波的距离元干扰抑制不彻底的问题,对后续的海态反演造成困难。针对上述情况,基于奇异值分解理论提出一种距离元自适应方法,对含有海洋回波的距离元采用方位子空间分解算法,其余距离元采用频率子空间分解算法,利用实测和模拟数据证明了该方法的有效性。     

基于时频二维图像的高频雷达低速目标检测

海面低速目标的非均匀运动和射频瞬态干扰引起的多普勒谱展宽影响高频地波雷达检测目标的准确性.利用时频分析方法将相干积累时间内由于目标非均匀运动和射频干扰引起的信号能量变化显示于时间-频率二维图像上,并根据目标信号对应时频图像上非线性曲线的特点提出一种基于二值形态学的方法用于区分目标和干扰信号.现场数据的分析结果证明该方法可以从展宽的多普勒谱中准确地检测出目标.     

基于分数傅里叶极化估计的高频雷达电台干扰抑制

目标探测高频雷达工作在短波波段的低频段(3~15 MHz), 该波段内密集的短波电台对高频雷达的目标探测能力造成严重影响, 必须对电台干扰加以抑制才能保证高频雷达全天候正常工作.极化滤波是抑制高频雷达中短波电台干扰的有效方法, 但需要对干扰和目标信号的极化参数进行精确估计.文章在基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform, FrFT)准确估计目标和干扰极化参数的基础上, 利用估计的目标和干扰极化参数来构建极化子空间, 通过极化斜投影算子对高频雷达中的电台干扰进行抑制.实测数据处理结果表明, 基于FrFT的估计方法能准确估计出回波信号中电台干扰的极化状态, 在此基础上进行的斜投影极化滤波能有效抑制高频雷达电台干扰, 提高雷达探测性能.     

MTI雷达中基于子空间分解的杂波抑制算法

最优MTI滤波器的权值与目标的多普勒频率有关，传统的MTI雷达需要利用一组能覆盖目标多普勒频率范围的并行滤波器组来实现最佳滤波。本文提出了一种算法，通过子空间分解法直接求取滤波器的权系数，由于无需多普勒滤波器组，系统的复杂度得到了降低。为了适应杂波的变化，本文还推导了该算法基于幂迭代的自适应过程。仿真结果表明：在不同的杂波环境下，该算法均有良好的MTI改善因子。     

高频雷达自适应波束形成抗干扰研究

高频波段上分布的大量短波信号降低了高频雷达的探测性能,需要采用自适应波束形成技术加以抑制。但是,在高频雷达的相干积累时间内,短波干扰经过电离层反射传播后通常会呈现明显的空时非平稳性。为了适应这种非平稳性,要求在相干积累时间内自适应权向量应是时变的,同时能保持杂波的相干性。提出了基于递归最小二乘(RLS)的高频雷达自适应波束形成方法。该方法兼顾了短波干扰抑制和杂波相干性保持,而且递归运行,收敛速度快,数值稳定性高。实测数据处理证明了该方法的有效性。     

高频地波雷达数据检验及在台风监测中的应用

通过地波雷达探测数据获取率、可用性和结果标准差及相关性等计算,分析了地波雷达对海流、海浪、海风反演测量的总体性能和适用条件。结果表明:高频地波雷达在台风期间较好地反映了风、浪、流场的空间分布及变化特征,其探测精度可满足业务需求,验证了高频地波雷达在复杂海况条件下具有较好的探测能力;地波雷达可以在不同海况下探测获取高精度可信的海流参数信息,但海浪和海风参数的探测精度和可信度受当时海况影响,当海面浪高小于1 m时或风速小于4.7 m/s,海浪和海风的探测精度较差,可信度较低。     

免疫克隆选择算法在雷达信号时频原子分解中的应用

针对传统时频原子在雷达信号分解中计算复杂度比较高的问题,提出了一种基于免疫克隆选择算法的时频原子快速分解方法。首先将Chirplet原子库分解为小原子库,然后并行地在每一个小原子库中搜索最佳原子,搜索过程建模为多参数寻优问题,通过免疫克隆选择算法的克隆、变异、记忆、替换等操作求解最优值,最后比较每一个小原子库中的最佳原子,将相似度最大的原子作为分解的最佳原子。仿真实验表明,该方法能够用较少的时频原子表示信号,在大幅减少时频原子搜索时间的同时,有效地抑制了噪声和交叉项的干扰。     

基于频域奇异值分解的LPI雷达信号降噪

随着低截获技术在战场上的大量使用,侦察接收机接收到的低截获（LPI）信号大多都湮没在噪声中。为了准确地检测威胁目标,在研究时域奇异值分解（SVD）降噪的基础上,提出了基于频域SVD的LPI雷达信号降噪方法。仿真实验表明,该方法可以将LPI雷达常用的线性调频连续波（LFMCW）信号和二相编码（BPSK）信号的信噪比从0 dB提升到6 dB以上。频域SVD降噪使侦察机发现LPI雷达的概率大大提高。     

基于射频技术的无线监测系统

由于监测点偏远、分散和监测对象多样性,使无线监测系统的应用受到局限。对此作者提出了一种基于射频通信技术的解决方案。首先叙述了系统设计思想和实现方法,给出了系统节点的硬件设计和通信协议。系统以超低功耗16位微控制器MSP430和单片射频收发芯片nRF905为核心,在通信协议中引入跳频机制,提高了系统抗干扰性。实验结果表明,该系统实时性好、稳定性高、功耗低、实用性强、灵活性高,可以实现多种信号的高精度监测,对于设计通信数据量小的无线监测系统具有良好的推广和应用价值。     

基于海杂波保持的高频地波雷达干扰抑制方法研究

为抑制高频地波雷达工作复杂电磁环境中的射频干扰,需要对接收信号进行波束形成自适应处理.时变的波束形成系数破坏了积累周期中海面动目标和海杂波的相关性,多普勒处理后Bragg峰扩散引起基底抬高.利用保持相邻处理单元间相同距离门的海杂波响应一致的思想,提出了一种新的干扰抑制方法.仿真和实测数据处理结果表明保持海杂波的RF干扰抑制方法可较大的改善高频地波雷达抑制射频干扰的性能.