【摘要】：分布式高頻超視距雷達(dá)采用多站組網(wǎng)模式,相較于傳統(tǒng)海洋監(jiān)測手段其具有精度高、區(qū)域大、連續(xù)性強和實時性等方面的優(yōu)勢,為廣域的實時海態(tài)探測提供了技術(shù)保障。然而由于射頻干擾具有距離相關(guān)、頻譜展寬等特征,射頻干擾若覆蓋在海洋回波信號上會嚴(yán)重影響雷達(dá)組網(wǎng)的回波譜,從而導(dǎo)致海洋表面徑向流的反演結(jié)果錯誤,進(jìn)而影響到雷達(dá)系統(tǒng)的探測性能。本文針對單頻射頻干擾建立數(shù)學(xué)模型,證明了其物理特性,并結(jié)合干擾對徑向流反演結(jié)果的影響進(jìn)行分析,從而研究了射頻干擾算法的抑制效果。全文的主要內(nèi)容如下:1)介紹了分布式高頻超視距雷達(dá)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及波形參數(shù),收發(fā)波形采用距離和頻率偏置使得回波譜上顯示多站數(shù)據(jù)。對基于該信號模型下的單基地和雙基地徑向流反演模型進(jìn)行了推導(dǎo),闡述了單基地和雙基地徑向流反演模式下的反演方法,同時簡要介紹了實驗的硬件設(shè)備參數(shù)和信號處理流程。2)利用實測數(shù)據(jù)分析了實驗中常見的射頻干擾特征,并根據(jù)單頻射頻干擾的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)了射頻干擾在時域、距離域及空域中的分布特性。介紹了頻域SVD(Singular Value Decomposition)和空域SVD兩種射頻干擾抑制算法的基本原理和信號處理流程,并利用分布式高頻超視距雷達(dá)的實測數(shù)據(jù)來對比干擾抑制結(jié)果。分析了單個距離元距離多普勒圖中幅度的抑制效果,結(jié)果顯示頻域SVD算法對干擾抑制效果強于空域SVD算法,而空域SVD算法對于覆蓋在海洋回波上的干擾能夠更好地進(jìn)行信號的分離。3)分析了地波雷達(dá)信號衰減模型,利用該模型計算各站雷達(dá)回波的最大有效探測距離,以提取后續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行海流反演。仿真研究射頻干擾對海流反演結(jié)果的影響,在實測數(shù)據(jù)中加入兩個方向上的射頻干擾,干擾方位上呈現(xiàn)虛假海流,非干擾方位上部分海流結(jié)果缺失,表明仿真射頻干擾對插值前的海流結(jié)果有丟失和虛假的影響。插值算法可以適當(dāng)?shù)男拚Ａ鹘Y(jié)果但仍無法完全提升數(shù)據(jù)質(zhì)量,頻域SVD算法對徑向流結(jié)果的抑制效果強,導(dǎo)致徑向流結(jié)果缺失較多,空域SVD算法對方位有識別效果,對干擾方向上的數(shù)據(jù)的抑制效果良好。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN974
【圖文】：

科研建設(shè)項目。武漢大學(xué)在分布式地波雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)上也展開了相關(guān)的研究，早逡逑在２００９年就分批次在海上進(jìn)行了分布式高頻地波雷達(dá)海洋探測試驗［３５］，其中包逡逑含３個地波雷達(dá)站如圖１．１所示，運用ＧＰＳ同步，成功實現(xiàn)了分布式組網(wǎng)雷達(dá)系逡逑統(tǒng)海洋探測計劃。武漢大學(xué)在２０１２年起承擔(dān)了國家“十二五”邋８６３計劃海洋領(lǐng)逡逑域重大專項，該項目致力于分布式高頻組網(wǎng)雷達(dá)技術(shù)的研宄，己經(jīng)完成了為期５逡逑年的工程設(shè)計與實驗。同時加入了天波發(fā)射站獲取到了電離層的部分信息，擴(kuò)大逡逑了近岸的探測范圍。邐逡逑ｒ邋．．邋一＿逡逑Ｉ岸基天－地波－體化觀櫰｜逡逑丨遠(yuǎn)海移動平臺（船載、彟）天－地波－體化觀測逡逑圖１．２分布式高頻地波雷達(dá)海洋探測網(wǎng)絡(luò)圖逡逑在海洋表面動力學(xué)參數(shù)反演的應(yīng)用反面，最早是由Ｌｉｐａ、Ｂａｒｒｉｃｋ等人提出逡逑４逡逑

灣海峽的海況信息。各站均設(shè)立高頻地波雷達(dá)接收機，利用全球定位系統(tǒng)實現(xiàn)同逡逑步工作，各站接收機采取多發(fā)多收的工作體制實現(xiàn)全方位大面積的海態(tài)監(jiān)控。分逡逑布式高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖２．１所示，其中岸基的三個地波雷達(dá)逡逑站均架設(shè)８元線陣接收由海面上的散射元散射來的海洋回波信號。每個地波雷達(dá)逡逑站的發(fā)射天線發(fā)射雙頻信號，其發(fā)射電磁波的頻率分別為７．７７ＭＨＺ和１２．４７ＭＨＺ。逡逑沿岸的接收機通過時鐘同步后，除了接收本站發(fā)射的電磁波與海面發(fā)生后向散射逡逑的回波之外，還需接收其他兩個地波雷達(dá)站發(fā)射并經(jīng)過海面相互作用后的回波信逡逑號。該系統(tǒng)主要采用邋ＦＭＩＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋ｍｏｄｕｌａｔｅｄ邋ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ邋ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ邋ｗａｖｅ）調(diào)逡逑頻中斷連續(xù)波作為發(fā)射波形，距離分辨率為５ｋｍ，發(fā)射天線采用垂直極化方式，逡逑最大發(fā)射功率為ｌｋｗ，駐波比小于３，采用８路通道接收設(shè)計［４６］。雷達(dá)系統(tǒng)的控逡逑制中心統(tǒng)一協(xié)調(diào)規(guī)劃分布式地波雷達(dá)的工作頻率、波形參數(shù)和工作體制等配置逡逑［４７］逡逑0逡逑７逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2727525