高频地波雷达技术及其发展趋势

介绍了高频地波雷达的功能、系统组成和工作机理,分析了国内外高频地波雷达的发展状况,并介绍了国内民用高频地波雷达的应用情况,最后给出了高频地波雷达的发展趋势。     

高频地波雷达探测距离的预估及分析

利用地波传播的基本原理,考虑到地球曲率、大气折射、海水介电特性和海情等因素的影响,论述了高频地波雷达探测距离预估的分析和计算方法以及提高探测距离的方法和途径     

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.     

高频地波舰载超视距雷达研究

本文介绍了国外高频地波舰连超视距雷达发展的情况,着重分析了舰载超视距雷达需解决的主要关键技术,并对该雷达的最大作用距离进行了估算。     

高频地波雷达目标检测性能与频率关系研究

高频地波雷达探测目标时是通过监视外部噪声电平来选择工作频率,其缺点是无法达到最佳的目标检测性能。为解决该问题,文中基于高频地波雷达方程分析了影响目标检测性能的各种因素,提出一种通过目标信噪比(信杂比)与工作频率之间关系的仿真计算来选择工作频率的方法。运用该方法选择工作频率能够获得较好的目标检测性能,并针对高频地波雷达探测不同类型目标时的频率选择问题进行了仿真及结果分析,并得出了相应的结论。     

高频地波雷达近海表面流探测初步研究

针对高频地波雷达的天线阵通常十分庞大,使得其推广应用比较困难这一特点,利用海洋回波进行了接收通道的自校准,研究了一种便携式的交叉环/单极子天线在高频地波雷达近海海洋表面流探测中的应用.采用不同工作频率观测所测得的海洋表面流的日变化规律与所探测海域的洋流特征相符合;并通过与采用相控阵接收的高频地波雷达OSMAR2000的现场对比验证试验,证明了近海海洋表面流探测可采用便携式的小天线.     

高频地波雷达电波环境特性分析

为分析高频电波传播环境对地波雷达探测性能影响,在地波雷达探测方程基础上,结合高频电波环境模型,对影响地波雷达探测性能的海面环境、电离层环境和电磁环境等因素进行了详细分析.分析结果为地波雷达系统设计、操作使用提供参考.     

T/R-R高频地波雷达舰船探测范围分析

基于目标回波和海杂波、大气噪声相对强度,理论分析及仿真研究了T/R-R高频地波雷达系统对舰船目标探测范围。分别分析了单基地(T/R)、双基地(T-R)高频地波雷达方程;基于T/R、T-R雷达系统海杂波理论模型,仿真了高频地波雷达一、二阶海杂波谱;提出了计算加权平均信杂比方法,从信杂比的角度分别确定T/R、T-R高频地波雷达系统的探测范围,T/R-R高频地波雷达系统的探测范围为T/R和T-R系统探测范围的组合。     

高频地波雷达发射机监控系统设计

针对高频地波海态雷达的特点以及雷达远程监控的需求,提出了一种基于DSP和CPID技术的雷达发射机监控系统设计方案,详细介绍了发射机监控系统的软硬件设计。该监控系统用于实时监测高频地波雷达发射机的运行状态和发射波形,对发射机实施自动故障检测与远程控制。本设计中利用DSP完成高速数据采集与处理,利用CPLD完成高速串行数据通信;采用了间断采集、连续传输的方法对发射机进行监测,降低了串行通信传输的数据量,进而保证监测与控制操作的实时性。     

采用自适应功率回归门限设定的HF雷达舰船探测

高频（HF）雷达能够探测和跟踪极远距离上的目标。但是,包含外部噪声、各种不同杂波和干扰的信号环境将大大限制探测性能和系统能力。文中研究了一种新方法来解决复杂HF雷达信号环境中的目标探测问题。该方法采用传统的恒虚警率（CFAR）检测方法,但其门限设置是基于沿距离和多普勒单元功率谱值的回归分析。就中,CFAR检测试验规则与局部峰值测量方法相结合。文中所提探测方法已经真实HF雷达数据试验,得到了很有前景的结果。     

高频雷达中多目标的识别检测研究

一直以来,由于多目标聚集时目标回波落入同一或相邻检测单元给多目标的识别和检测带来了困难。本文研究了高频雷达检测平面上目标的多维特征,并基于目标的多维特征提出了多目标聚集时识别和检测的方法,经过实验分析获得了较好的识别检测能力。     

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.     

非合作多基地雷达系统性能仿真分析

针对低RCS（radar cross section）的隐身舰船很难被普通的单基地雷达探测到的问题,提出了采用非合作多基地雷达系统对海上目标进行探测,创建了一个海上场景,其中多艘商船在S波段（3 GHz）发射电磁波,作为机会雷达;一艘护卫舰大小的军舰作为雷达系统接收机,目标假定为一艘货船和一艘隐身军舰。采用专业的电磁软件对海上目标进行仿真,计算普通货船和隐身军舰的双基地RCS数据,建立了MATLAB仿真模型,研究了非合作多基地雷达的探测覆盖范围。使用FEKO的双基地RCS仿真表明,通过改变发射机的数量和发射机到接收机之间的距离,找到一种最优的多基地雷达系统几何结构和系统配置。     

复杂环境下分布式多雷达系统检测性能仿真分析

分布式多雷达检测系统能够提高检测性能和适应性。针对Rayleigh杂波、杂波边缘、干扰目标三种环境,仿真分析了分布式有序统计恒虚警率（OS-CFAR）、分布式单元平均恒虚警率（CA-CFAR）的检测性能,并分析了融合方式选择、局部处理算法和参数调整对系统检测性能的影响,可为工程应用提供参考。     

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.     

干扰条件下雷达探测距离的建模和分析

雷达的一个重要指标是雷达探测目标的距离,采用表示平均单个脉冲信噪比和接收机匹配损耗对检测距离的影响的检测因子,可使检测距离的计算过程简化,由此建立的干扰条件下雷达作用距离的数学模型,可对自卫干扰和远距离支援干扰同时存在情况进行干扰距离的计算,并可分析雷达采用反干扰措施如低旁瓣、频率捷变对雷达检测距离提高的效能。     

地面目标监测雷达回波的建模与仿真

对近程地面目标监测雷达的回波进行分析，建立相应的目标信号模型、多路径效应回波模型和杂波模型。最后以二相码调制连续波雷达为例进行计算机仿真。