【摘要】：艦載高頻地波雷達(dá)(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)是一種新體制雷達(dá),由于其機(jī)動靈活性以及超視距探測能力使其無論在民用領(lǐng)域還是軍用領(lǐng)域都有著極為廣泛而深刻的應(yīng)用價(jià)值。目前艦載HFSWR已經(jīng)得到了較為深入的研究,整體處理流程也基本趨于成熟,但仍有部分問題沒有得到充分解決,例如雷達(dá)的陣列誤差校正問題。陣列誤差是所有體制雷達(dá)均會存在的問題,特別是在艦載HFSWR中,這一問題尤為突出。本文的主要貢獻(xiàn)即為對艦載HFSWR中的陣列誤差進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,并在其基礎(chǔ)之上研究了可能的校正算法。文章的主要工作如下:(1)研究了艦載HFSWR的主要信號處理流程,并在其基礎(chǔ)之上研究了陣列誤差可能產(chǎn)生的環(huán)節(jié),并建立了艦載HFSWR中陣列誤差的數(shù)學(xué)模型,然后仿真分析了四種不同陣列誤差類型對艦載HFSWR信號處理算法(雜波抑制算法和超分辨算法)的影響,得出相關(guān)結(jié)論。(2)研究了基于校正陣元的誤差校正算法。分別從盲估計(jì)和旋轉(zhuǎn)不變子空間(Estimation of signal parameters via rotational invariance,ESPRIT)兩個(gè)角度研究利用校正陣元實(shí)現(xiàn)通道幅相誤差校正的算法。研究結(jié)果表明對于部分校正ESPRIT算法無論是校正性能還是算法兼容性,相較于部分校正盲估計(jì)算法都具有一定優(yōu)勢。此外,還研究了針對幅相誤差和互耦誤差同時(shí)存在的基于校正陣元的誤差校正算法。該算法利用互耦系數(shù)是Toeplitz矩陣,并且有一定的長度這一特點(diǎn),結(jié)合線性均勻分布陣列(Uniform Linear Array,ULA)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通過巧妙的布局實(shí)現(xiàn)互耦誤差矩陣與幅相誤差矩陣的分離,從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)方位的正確估計(jì)。(3)研究了陣列誤差自校正算法。這類算法可以不通過引入外部信息即可完成陣列誤差校正,本質(zhì)上是參數(shù)尋優(yōu),因而存在著局部最優(yōu)的問題。本文主要考察了分別針對通道幅相誤差和互耦誤差的自校正算法,并給出了相關(guān)的仿真與性能分析。并且本文還嘗試研究了幅相互耦聯(lián)合自校正算法,給出了仿真結(jié)果與性能分析。需要指出的是,自校正算法由于不接收外部信息,完全通過自身的迭代來獲得優(yōu)化值,所以優(yōu)化性能必然受限于起始值。要打破這種困境,要么引入新的信息量,要么使用生物進(jìn)化計(jì)算理論。自校正算法在工程應(yīng)用有一定的局限性,適合精細(xì)化校正。(4)研究了基于流形分離技術(shù)(Manifold Separation Technique,MST)的誤差校正算法。該算法本質(zhì)上是有源校正,相較于其他有源校正算法,MST能夠針對方向圖誤差進(jìn)行校正。MST通過將陣列流形分離為只依賴于陣列結(jié)構(gòu)的采樣矩陣和只依賴于波場方向的參數(shù)矢量兩部分,具有很強(qiáng)的陣列流形擬合能力。本文中在MST基礎(chǔ)之上提出了陣元空間正交加權(quán)(Element Space-Orthogonal Weighting,ES-OW)算法、陣元空間斜投影(Elemnt Space-Oblique Projecting,ES-OP)算法以及陣元空間遞增階數(shù)多參數(shù)(Elemnt Space-Incremental Multi-Parameter,ES-IMP)算法。其中,ES-OW算法具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值,ES-IMP算法相較于已經(jīng)提出的ES-MUSIC(Element Space-MUtiple Signal Classification)算法,具有更高的穩(wěn)定性和校正精度。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN957.51

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 肖龍;龔軍濤;;基于遺傳算法的陣列誤差校正[J];電子科學(xué)技術(shù);2014年02期

2 耿新濤;;相控陣發(fā)射系統(tǒng)中幅相校準(zhǔn)方法研究[J];無線電通信技術(shù);2008年01期

3 劉春陽,王義雅;高頻地波超視距雷達(dá)述評[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2002年06期

4 陳祥占;;俄羅斯和烏克蘭超視距雷達(dá)研究的歷史和成果介紹[J];電波與天線;1995年01期

5 尚愛東;;俄羅斯在研制超視距雷達(dá)和反隱身雷達(dá)[J];飛航導(dǎo)彈;1993年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 龍超;高頻地波雷達(dá)陣列優(yōu)化與校正算法研究[D];武漢大學(xué);2012年

2 仇永斌;雙基地高頻地波雷達(dá)海雜波特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 張雅斌;高頻地波雷達(dá)干擾與海雜波信號處理研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

4 陳德莉;波達(dá)方向估計(jì)中陣列誤差校正技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

5 謝俊好;艦載高頻地波雷達(dá)目標(biāo)檢測與估值研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2001年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 郭亞彬;島基高頻地波雷達(dá)接收天線陣校正方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 王淵;相控陣天線的幅相誤差校正算法及工程實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2013年

3 郝忠文;艦載高頻地波雷達(dá)海雜波抑制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 徐青;基于遺傳算法的陣列誤差校正算法[D];西安電子科技大學(xué);2006年

，

本文編號：2410286