天波OTH雷達(dá)電離層相位污染校正與機(jī)動目標(biāo)探測研究.pdf

1、天波超視距（Over-The-Horizon，OTH）雷達(dá)通過向空中發(fā)射高頻電磁波，接收電離層反射的回波實現(xiàn)目標(biāo)的探測。天波OTH雷達(dá)具有探測距離遠(yuǎn)、效費比高以及“四抗”的特點，使其被廣泛地應(yīng)用于遠(yuǎn)程戰(zhàn)略預(yù)警、緝毒走私、空海交通管理、環(huán)境遙感、核爆炸監(jiān)測等領(lǐng)域。
　　天波OTH雷達(dá)具有很多優(yōu)勢，同時也存在許多不足和挑戰(zhàn)。首先，由于其通過電離層反射的工作機(jī)制，回波信號會受到電離層相位污染，使強(qiáng)大的海雜波譜展寬，給艦船目標(biāo)的檢測帶來了

2、困難。在者，目標(biāo)的機(jī)動性會使回波的多普勒頻譜擴(kuò)展，OTH雷達(dá)長相干積累時間加重了擴(kuò)展程度，這對目標(biāo)參數(shù)的估計是不利的。另外，在天波 OTH雷達(dá)計算目標(biāo)參數(shù)時，沒有考慮電離層的先驗誤差信息，忽略了電離層探測設(shè)備的誤差，使得估計的參數(shù)不夠精確。
　　圍繞以上問題，本文展開了深入研究，主要工作如下：
　?。?）基于最大似然法的電離層相位污染校正算法
　　提出了一種基于最大似然法的天波OTH雷達(dá)電離層相位污染校正算法。該方法將

3、 Bragg峰建模為相位多項式，通過最大化信號的似然函數(shù)來實現(xiàn)污染相位的估計和校正。為了避免最大似然法中的矩陣求逆運算，該算法進(jìn)一步將最大似然問題轉(zhuǎn)化為最小二乘問題，再通過遺傳算法求解相位系數(shù)。實驗結(jié)果表明，該算法比已有算法的校正效果更好。
　?。?）基于Hankel矩陣分解的機(jī)動目標(biāo)探測算法
　　提出了一種基于 Hankel矩陣分解的天波 OTH雷達(dá)機(jī)動目標(biāo)探測方法。該算法將目標(biāo)參數(shù)的估計問題轉(zhuǎn)化為基于線性主成分分析的凸優(yōu)

4、化問題，將回波信號構(gòu)造為Hankel矩陣并進(jìn)行矩陣分解，然后分別求解低秩矩陣和稀疏矩陣的時頻分布，從而實現(xiàn)多目標(biāo)同時探測。本文給出仿真結(jié)果驗證了該算法比已有算法具有更高的精度。
　?。?）目標(biāo)與電離層參數(shù)聯(lián)合估計算法
　　提出了一種天波OTH雷達(dá)目標(biāo)與電離層參數(shù)聯(lián)合估計算法。該算法利用了電離層探測設(shè)備的先驗誤差信息，把待估參數(shù)設(shè)置為目標(biāo)與電離層聯(lián)合參數(shù)，利用解析模型將電離層探測設(shè)備誤差轉(zhuǎn)化為目標(biāo)參數(shù)誤差，從而實現(xiàn)聯(lián)合估計。仿