高频雷达抗瞬时干扰研究

高频雷达（ＨＦＲａｄａｒ）作为指示超视距目标的有效手段在海防武器系统中担当重要的角色。高频段电磁环境恶劣,各种瞬时干扰破坏了ＨＦ雷达的正常工作。本文首次揭示了瞬时干扰在ＨＦ雷达多普勒域呈现的奇异性特征,提出了利用小波变换在多普勒域检测这种干扰的方法,并在此基础上进一步提出基于线性预测模型的多普勒信号恢复方法,成功地抑制了瞬时干扰对高频雷达的影响。现场实验表明,本文提出的方案有效地提高了ＨＦ雷达抗瞬时干扰的能力。     

高频地波雷达抑制瞬态干扰研究

高频地波雷达探测海洋状况和跟踪移动目标时,由于所处的高频段电磁环境极其恶劣,各种瞬态干扰会严重影响雷达的探测效果.对线性调频体制下雷达回波信号的处理进行了分析,讨论了抑制瞬态干扰的方法.构造了Hankel矩阵进行SVD分解[7]来抑制海杂波的影响,利用小波变换在距离时间序列上检测出瞬态干扰,在此基础上,使用基于最小二乘格形(LSL)自适应算法来恢复多普勒信号,抑制了瞬态干扰对雷达的影响.实测数据表明,它可有效地提高了高频地波雷达抗瞬态干扰的能力.     

应用时频分析进行高频雷达射频干扰抑制

射频干扰是困扰高频雷达工作的难题之一.本文基于雷达基带采样信号中射频干扰和有用目标信号的时频分布的差异,提出了一种新的射频干扰抑制方法.将该方法应用于高频地波雷达的回波信号处理中,能有效地抑制射频干扰却不损失目标信号,从而使回波距离-多普勒谱的质量得到改善,大大提高了系统的抗干扰能力.该方法也可视为自动实时选频系统的一种软实现.     

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.     

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.     

一种基于S变换的高频地波雷达瞬态干扰抑制方法

针对高频地波雷达中出现的瞬态干扰问题,提出了基于S变换(Stockwell transforms)的瞬态干扰抑制方法.首先分析了两次FFT信号处理机制下瞬态干扰的时频特征;然后应用S变换对雷达信号进行时频分析,利用瞬态干扰在时频维扩展性不同的特点,实现瞬态干扰的检测;最后应用三层BP(Back Propagation)神经网络对海洋回波信号进行预测和恢复.该方法避免了海杂波抑制的步骤,具有计算量小、信号损失小的优点.现场实测数据分析表明,该方法能够有效抑制瞬态干扰,使回波多普勒谱信噪比提高达10dB,有效提高了雷达的抗干扰能力.     

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。     

海洋环境监测高频地波雷达的研究现状与发展趋势

高频地波雷达作为一种海洋遥感的重要手段，已有30多年的历史，它可用于海洋表面风、浪、流等状态参数的提取，还可用于目标探测，在专属经济区的监测中，高频地波雷达具有无可比拟的优势。本文介绍了高频地波雷达的发展历史和研究现状及其应用领域，详细叙述了武汉大学研制的高频地波雷达OSMAR2000的体系结构、性能指标和信号处理方法，最后对该研究领域的发展趋势作了简要分析。     

高频地波雷达OSMAR2000通过验收

武汉大学高频地波雷达课题组经过 2年多的艰苦努力 ,自行研制了两台高频地波雷达ＯＳＭＡＲ2 0 0 0 .完成了国家 86 3计划海洋领域的重大项目“高频地波雷达海洋环境监测技术”的研究项目 ,于 2 0 0 0年底通过国家科技部的验收 .该项目研制的高频地波雷达ＯＳＭＡＲ 2 0 0 0采用一发八收相控天线 ,在中国大陆沿海首次实现双站岸基雷达监测海洋表面动力学参数 ,得到了海洋表面矢量流图 .与传统海洋测量仪器的对比验证试验表明 ,ＯＳＭＡＲ2 0 0 0探测海流和海面风向的距离超过2 0 0公里 ,探测浪高的距离达 15 0公里 .其整体性能已达到国外同…     

高频地波雷达协同检测新方法

电离层杂波、海杂波以及射频干扰的存在造成高频地波雷达目标检测上的困难。针对高频地波雷达的极化特性和目标在距离-多普勒谱中的扩张特性,先设计一种改进的二维恒虚警检测算法,后将该方法与极化处理方法融合设计一种新的协同检测算法,该检测算法实现了能量域和极化域的协同检测,突破传统极化检测方法计算复杂等问题。高频地波雷达实测数据中的仿真和检测结果表明:在电离层杂波背景中,协同检测算法性能优于恒虚警方法。     

基于特征分解的高频地波雷达抗射频干扰研究

高频地波雷达工作在短波波段,回波信号容易受到各种射频干扰的影响,恶化系统的性能.本文就线性调频体制下,窄带射频干扰进入线性调频雷达接收机,经过混频后形成线性调频干扰的情况进行了分析,指出窄带射频干扰经过距离分离处理和多普勒处理后,会在多个距离元的多普勒谱上形成同一频率的谱峰,这些谱峰之间有很强的相关性,可以通过特征分解的办法加以去除.模拟及实测数据的检验表明该方法可以有效抑制落入雷达工作频带的射频干扰.     

自适应雷达控制（ARC）技术及其系统设计考虑

有效的多功能雷达控制是实现舰载多功能相控阵雷达（ＳＭＦＡＲ）多功能、资源合理利用，以及在复杂干扰和ＥＣＭ环境下提高雷达作战能力的关键，ＡＲＣ与常规雷达的控制方法有很大的区别。本文综合阐述了ＡＲＣ的主要技术以及采用“ＳＭＦＡＲ功能仿真系统”进行建膜和仿真和研究结果，所提出的ＡＲＣ控制方法能够在多功能要求下可靠地安排雷达事件，有效地控制雷达工作，实现雷达资源利用的平衡。     

高频雷达抑制冲击干扰的研究与实验

工作在高频波段的超视距雷达如何换制雷电,无线电通信等信号的冲击干扰是目前国内外尚未解决的问题。本文首次揭示了这种干扰在雷达多普勒域存在的奇异性特征,并根据这种特征提出了在多普勒域检测冲击干扰的小波分析方法和高频雷达抑制冲击干扰的方案。现场实验结果表明这种方法简便有效。本文从理论上解决了在窄带相关系统中检测冲击干扰的问题,工程上实现了高频雷达对冲击干扰的抑制,从而提高了这种雷达的生存能力。     

高频地波雷达电离层杂波统计特性研究

高频地波雷达是一种理想的早期预警雷达,但是其检测性能受到电离层杂波的严重影响。从理论上分析了电离层对雷达信号的反射及多普勒展宽特性,利用实测数据对电离层杂波幅度的统计特性进行了研究,同时研究了电离层杂波的时间相关性和距离相关性,并从电离层的结构特性对其时间、距离相关性进行了分析,为抑制电离层杂波、优化高频地波雷达设计和改善低速目标检测方法提供了依据。     

基于FrFT的高频雷达信号极化状态估计方法

工作在短波波段(2~15 MHz)的高频地波雷达回波中存在密集的电台干扰,严重影响其探测性能。极化滤波是抑制高频雷达中短波电台干扰的有效方法,而正确估计信号和干扰的极化状态是提高极化滤波器性能的关键因素。提出一种基于分数阶傅立叶变换的极化状态估计方法,利用信号极化信息的分数域不变性,在分数域估计干扰的极化状态。仿真结果表明:该方法能准确估计出高频雷达系统中目标和干扰的极化状态,满足高频雷达极化信号处理的需要。     

自适应地波超视距雷达高频通信干扰抑制

利用高频地波超视距雷达中高频通信干扰强度大、具有一定的方向性、属于瞬态干扰和其对地波雷达所有探测距离单元均有影响的特点，提出了自适应抑制短波通信干扰的方法。该方法利用无目标(海浪)单元的样本值估计阵列的协方差矩阵，进而利用自适应波束形成的方法对待测距离单元中的短波通信干扰进行滤除。对实测数据的处理结果表明,其能够有效的抑制高频通信干扰.     

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.     

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.