船載高頻地波雷達(dá)海雜波建模及分析.pdf

1、海洋資源是21世紀(jì)重要的資源之一,如何合理地開發(fā)海洋資源,保護本國領(lǐng)海不受外來侵犯,是各國面臨的重要議題。由于海洋表面存在波動,會使發(fā)射到海浪上的雷達(dá)信號回波功率譜產(chǎn)生頻移,從而影響目標(biāo)的探測。引起回波譜頻移的一塊海浪的回波即被稱作海雜波,該頻移值的大小稱為Bragg頻率。研究和應(yīng)用海洋回波的功率譜,在抑制有用目標(biāo)探測中的海雜波影響、提取海洋表面流場信息、進行氣象預(yù)報等方面具有至關(guān)重要的意義。
　　高頻地波雷達(dá)(HFSWR)配置的

2、平臺有岸基、船載和星載等形式,本文主要研究岸基平臺和船載平臺 HFSWR的回波功率譜模型。目前對于岸基 HFSWR回波功率譜的研究已經(jīng)很成熟,國內(nèi)外在理論和實驗上都已經(jīng)取得一些成果。
　　本文首先研究了岸基HFSWR海雜波模型和雷達(dá)截面積方程的推導(dǎo)。基于邊界擾動理論,可以由海洋表面的傅里葉變換推算出海雜波的雷達(dá)截面積方程。對推導(dǎo)出的一階、二階雷達(dá)截面積進行仿真,經(jīng)過歸一化、解非線性方程和Romberg積分等數(shù)值計算過程,做出了岸基

3、HFSWR數(shù)字譜圖形,并研究了不同條件對海雜波數(shù)字譜的形態(tài)和幅值的影響。
　　由于受海洋波動的影響,實際船載平臺可能出現(xiàn)不同程度的抖動。除了船載平臺本身的運動外,本文將實際船載平臺受海洋影響的振蕩運動分解為六個維度,研究了不同海態(tài)情況下船載平臺的振蕩運動情況,并探討了船載平臺的振蕩運動對于雷達(dá)天線回波信號的影響。
　　不同于岸基HFSWR的情況,由于平臺的運動,船載HFSWR的功率譜會發(fā)生一定程度的展寬。本文在雷達(dá)天線為垂直

4、電偶極子的情況下,在已有的漂浮運動的基礎(chǔ)上，在船載平臺做勻速直線運動時,由一階電場方程推導(dǎo)出了海雜波的一階雷達(dá)截面積方程,驗證了所推導(dǎo)模型的正確性,并比較了不同因素對譜的形態(tài)和幅值的影響。另一方面,從雷達(dá)發(fā)射的模擬信號出發(fā),得到了回波信號的表達(dá)式,將回波信號進行傅里葉變換可以得到海雜波譜。由于海浪的波動是隨機的,所以回波譜的幅度和相位都是隨機序列,本文研究了回波譜幅度和相位的統(tǒng)計特性,提出了一種新的隨機序列相關(guān)性的定量檢驗方法——求差法