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(kāi)發(fā)海洋資源,保護(hù)本國(guó)領(lǐng)海不受外來(lái)侵犯,是各國(guó)面臨的重要議題。由于海洋表面存在波動(dòng),會(huì)使發(fā)射到海浪上的雷達(dá)信號(hào)回波功率譜產(chǎn)生頻移,從而影響目標(biāo)的探測(cè)。引起回波譜頻移的一塊海浪的回波即被稱(chēng)作海雜波,該頻移值的大小稱(chēng)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(cè)中的海雜波影響、提取海洋表面流場(chǎng)信息、進(jìn)行氣象預(yù)報(bào)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(tái)有岸基、船載和星載等形式,本文主要研究岸基平臺(tái)和船載平臺(tái) HFSWR的回波功率譜模型。目前對(duì)于岸基 HFSWR回波功率譜的研究已經(jīng)很成熟,國(guó)內(nèi)外在理論和實(shí)驗(yàn)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)?；谶吔鐢_動(dòng)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(duì)推導(dǎo)出的一階、二階雷達(dá)截面積進(jìn)行仿真,經(jīng)過(guò)歸一化、解非線性方程和Romberg積分等數(shù)值計(jì)算過(guò)程,做出了岸基

3、HFSWR數(shù)字譜圖形,并研究了不同條件對(duì)海雜波數(shù)字譜的形態(tài)和幅值的影響。
　　由于受海洋波動(dòng)的影響,實(shí)際船載平臺(tái)可能出現(xiàn)不同程度的抖動(dòng)。除了船載平臺(tái)本身的運(yùn)動(dòng)外,本文將實(shí)際船載平臺(tái)受海洋影響的振蕩運(yùn)動(dòng)分解為六個(gè)維度,研究了不同海態(tài)情況下船載平臺(tái)的振蕩運(yùn)動(dòng)情況,并探討了船載平臺(tái)的振蕩運(yùn)動(dòng)對(duì)于雷達(dá)天線回波信號(hào)的影響。
　　不同于岸基HFSWR的情況,由于平臺(tái)的運(yùn)動(dòng),船載HFSWR的功率譜會(huì)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(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，在船載平臺(tái)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),由一階電場(chǎng)方程推導(dǎo)出了海雜波的一階雷達(dá)截面積方程,驗(yàn)證了所推導(dǎo)模型的正確性,并比較了不同因素對(duì)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(hào)出發(fā),得到了回波信號(hào)的表達(dá)式,將回波信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換可以得到海雜波譜。由于海浪的波動(dòng)是隨機(jī)的,所以回波譜的幅度和相位都是隨機(jī)序列,本文研究了回波譜幅度和相位的統(tǒng)計(jì)特性,提出了一種新的隨機(jī)序列相關(guān)性的定量檢驗(yàn)方法——求差法