空間超分辨技術(shù)在艦載OTHR信號(hào)分辨與定位中的應(yīng)用.pdf

1、艦載OTHR(Over The Horizon Radar)在海上艦船作業(yè)和信號(hào)探測(cè)等方面,具有廣闊的應(yīng)用空間,成為各國(guó)目前爭(zhēng)先研究的焦點(diǎn)。艦載OTHR信號(hào)分辨和檢測(cè)的過(guò)程中,必須要面對(duì)海上復(fù)雜的電磁環(huán)境,主要影響因子就是強(qiáng)海雜波帶來(lái)的干擾。目前的艦載OTHR的信號(hào)檢測(cè)方法就是通過(guò)二維FFT獲得回波信號(hào)的多普勒頻譜圖。由于 Bragg諧振散射,一階海雜波將在回波信號(hào)的多普勒頻譜圖中形成一階 Bragg峰,在雷達(dá)平臺(tái)靜止時(shí),其成尖銳的對(duì)稱

2、的譜峰。雷達(dá)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng),將會(huì)在雷達(dá)接收天線的波束方向上引入不同方位的一階海雜波,它們具有不同的多普勒頻移,一階 Bragg峰被展寬。展寬的一階 Bragg峰將覆蓋大部分的低速艦船目標(biāo)的檢測(cè)區(qū),使得艦載OTHR無(wú)法從回波信號(hào)的多普勒頻譜圖中檢測(cè)和分辨出目標(biāo)信號(hào)。因此,如何從展寬的一階海雜波中分辨和檢測(cè)出目標(biāo)信號(hào)是目前艦載OTHR研究必須要攻克的技術(shù)難題和研究的重點(diǎn)。
　　除了展寬的一階海雜波外,艦載OTHR在進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)和分辨還要面

3、對(duì)的應(yīng)用背景主要來(lái)源于兩方面。一是海面上多徑效應(yīng)的廣泛存在,形成相干信源。另外,二階海雜波和大氣噪聲構(gòu)成了海面檢測(cè)的主要噪聲背景,在被接收天線陣列接收時(shí),就形成了陣元間空間相關(guān)的色噪聲。
　　本文將根據(jù)艦載OTHR的幾何探測(cè)模型,推導(dǎo)動(dòng)態(tài)點(diǎn)目標(biāo)回波信號(hào)和一階海雜波的多普勒頻率,并在此基礎(chǔ)上建立艦載OTHR的接收信號(hào)陣列模型。仿真驗(yàn)證了所建立的模型的正確性,同時(shí)也比較不同雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度下的一階海雜波譜的展寬。
　　通過(guò)建立的

4、回波信號(hào)模型,本文推證了在同一多普勒分辨單元的一階海雜波和目標(biāo)回波信號(hào)具有不同的到達(dá)方位角。因此,可以應(yīng)用空間超分辨的算法獲得回波信號(hào)的空間譜圖,測(cè)得目標(biāo)回波信號(hào)的到達(dá)方位角,從而在空域?qū)⒒夭繕?biāo)信號(hào)從展寬的一階海雜波譜中分辨和檢測(cè)出來(lái)。
　　本文對(duì)理想情況下艦載OTHR回波信號(hào)進(jìn)行處理,結(jié)果表明了空間超分辨算法在對(duì)艦載OTHR進(jìn)行目標(biāo)定位和分辨時(shí)的可行性。進(jìn)一步對(duì)相干信源和空間相關(guān)的色噪聲進(jìn)行處理時(shí),都出現(xiàn)了目標(biāo)缺失和造成較大的