陸艦高頻天地波雷達(dá)建模與仿真.pdf

1、本文根據(jù)現(xiàn)有的超視距雷達(dá)研究成果提出陸艦高頻天地波雷達(dá)系統(tǒng)。此體制雷達(dá)的研究在國(guó)內(nèi)外尚屬空白。本文涉及到雷達(dá)系統(tǒng)信號(hào)模型的搭建、電離層的信道特性、雷達(dá)探測(cè)定位原理與雷達(dá)信號(hào)處理以及雷達(dá)工作的海雜波背景。主要工作概括如下：
　　首先，建立了陸艦高頻天地波雷達(dá)探測(cè)機(jī)理的數(shù)學(xué)抽象模型，對(duì)模型組成部分作了概要性說(shuō)明。推導(dǎo)了系統(tǒng)雷達(dá)方程，簡(jiǎn)單介紹了雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的組成，并詳述了雷達(dá)信號(hào)波形選擇線性調(diào)頻連續(xù)被（LFMCW）的原因。同時(shí)

2、對(duì)LFMCW信號(hào)參數(shù)的選取原則做了介紹。
　　其次，本文對(duì)電波在電離層中的傳播特性進(jìn)行了分析，闡述了電離層三個(gè)基本定理，并利用這三個(gè)基本定理對(duì)基于電離層的重構(gòu)模型做了相關(guān)推導(dǎo)，分析并闡述了雷達(dá)波束覆蓋范圍，得到電磁波在電離層中傳播的一些路徑規(guī)律。此外，還探討了電離層對(duì)雷達(dá)信號(hào)的影響，并對(duì)雷達(dá)信號(hào)的幅度起伏做了簡(jiǎn)單建模。探討了干擾存在時(shí)，雷達(dá)信號(hào)幅度與干擾幅度的聯(lián)合分布，得到加大信號(hào)能量能消除信號(hào)幅度起伏對(duì)信號(hào)檢測(cè)帶來(lái)的影響的結(jié)論。

3、最后提出了雷達(dá)信號(hào)電離層相位污染函數(shù)的一般模型，并介紹了電離層相位污染的特性。
　　第三，本文研究了陸艦高頻天地波雷達(dá)的探測(cè)定位原理以及雷達(dá)信號(hào)處理的基本方法。本文首先針對(duì)現(xiàn)有的陸基天地波雷達(dá)系統(tǒng)的定位方法做了探討，分析了這種處理的不足；考慮到地球曲率，本文提出混合天地波體制下的球面定位原理，并對(duì)其算法做了推導(dǎo)，在此基礎(chǔ)之上對(duì)定位精度進(jìn)行了分析并得到了其精度的幾何分布（GDOP），研究結(jié)果表明陸艦高頻天地波雷達(dá)能夠在一定的精度要求

4、下能完成目標(biāo)的定位；然后對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)條件下雷達(dá)的測(cè)速原理與測(cè)角原理做了分析；在以上基礎(chǔ)之上，針對(duì)所提出的信號(hào)模型，推導(dǎo)得出雷達(dá)信號(hào)處理的距離——方位——多普勒三維聯(lián)合處理方法。雷達(dá)信號(hào)處理的仿真結(jié)果表明大信噪比的情況下，雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)檢測(cè)效果很好，而在強(qiáng)噪聲背景下目標(biāo)信號(hào)會(huì)被覆蓋，雷達(dá)信號(hào)的基本處理方法失效。
　　最后，本文考察了陸艦高頻天地波雷達(dá)工作的背景——強(qiáng)海雜波背景。首先，在陸艦混合天地波幾何關(guān)系下介紹了海雜波產(chǎn)生的機(jī)理，探討了

5、其Bragg諧振條件，得到了一階海雜波多普勒頻率的表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合陸艦高頻天地波雷達(dá)的系統(tǒng)特性，對(duì)一階海雜波的展寬做了分析，得到雜波展寬的空間分布以及艦載平臺(tái)對(duì)展寬影響的規(guī)律，結(jié)合新體制的相關(guān)幾何特性，得到了其一階海雜波的空時(shí)分布特性。最后，對(duì)陸艦高頻天地波雷達(dá)體制下一階海雜波的功率譜做了探討，利用Gill在窄波束條件下的推導(dǎo)結(jié)果，結(jié)合新體制下寬波束特點(diǎn)，采用細(xì)分波束法來(lái)得到一階海雜波的功率譜，在此基礎(chǔ)上，利用matlab仿真得