發(fā)布時(shí)間：2019-07-30 12:40

【摘要】：分布式地波雷達(dá)系統(tǒng)利用多個(gè)地波雷達(dá)站對(duì)固定海域進(jìn)行探測(cè),可以實(shí)現(xiàn)多視角、多頻率的海態(tài)監(jiān)測(cè)。由于射頻干擾具有距離相關(guān)、頻譜展寬的特點(diǎn),同一干擾極易覆蓋在來(lái)自不同發(fā)射站附近的海洋回波上,嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)質(zhì)量。傳統(tǒng)的干擾抑制算法是對(duì)所有距離元采取相同的處理,對(duì)干擾的抑制有局限性,容易造成海洋回波所在的距離元信號(hào)衰減,無(wú)海洋回波的距離元干擾抑制不徹底的問(wèn)題,對(duì)后續(xù)的海態(tài)反演造成困難。針對(duì)上述情況,基于奇異值分解理論提出一種距離元自適應(yīng)方法,對(duì)含有海洋回波的距離元采用方位子空間分解算法,其余距離元采用頻率子空間分解算法,利用實(shí)測(cè)和模擬數(shù)據(jù)證明了該方法的有效性。
【圖文】：

表１ＯＳＭＡＲ－０７１雷達(dá)參數(shù)表參數(shù)參數(shù)值工作頻率／ＭＨｚ掃頻周期／ｓ掃頻帶寬／ｋＨｚ距離分辨率／ｋｍ相干積累時(shí)間／ｍｉｎ１３．１５０．５０３０５５圖１赤湖站多普勒?qǐng)D圖１為２０１６年１２月２７日９時(shí)２０分福建省赤湖雷達(dá)站接收的數(shù)據(jù)。根據(jù)距離偏置參數(shù)可知，在第４距離元顯示有赤湖站自發(fā)自收的海洋回波，第７０距離元顯示有來(lái)自東山站的海洋回波，而左側(cè)一階Ｂｒａｇｇ負(fù)峰受到射頻干擾導(dǎo)致信號(hào)被覆蓋。對(duì)于此射頻干擾，在頻域利用子空間分解方法抑制干擾后，效果如圖２所示，海洋回波衰減嚴(yán)重，干擾抑制的同時(shí)損失了有用信號(hào)。圖３為利用文獻(xiàn)［１０］方法提出的空域子空間分解對(duì)所有距離元抑制干擾后的效果，可以看到Ｂｒａｇｇ峰保留完整，但是無(wú)海洋回波信號(hào)距離元仍有部分干擾殘留，兩種方法均不能完全適用于８元線(xiàn)陣分布式地波雷達(dá)系統(tǒng)。對(duì)于圖１所示干擾在頻域或時(shí)域抑制效果都不太理想，所以結(jié)合兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)提出頻域空域距離自適應(yīng)算法，按照距離偏置將回波譜劃分為海洋回波距離空間和非海洋回波距離空間，分別采用方位角子空間和頻率子空間分解重構(gòu)的方法提取射頻干擾噪聲序列，進(jìn)而達(dá)到干擾抑制的效果。圖２用頻域ＳＶＤ干擾抑制后多普勒譜圖３用空域ＳＶＤ干擾抑制后多普勒譜３頻域空域距離自適應(yīng)算法３．１距離自適應(yīng)由于地波雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)的接收站經(jīng)緯度確定，起始距離偏置已固定，只需檢測(cè)出終止距離元。海面的運(yùn)動(dòng)可以等效多個(gè)幅度、頻率、相位不同的正弦波疊加而成，一階Ｂｒａｇｇ峰的產(chǎn)生機(jī)理為特定頻率的海洋回波與高頻電波發(fā)生的電磁閃射現(xiàn)

數(shù)值工作頻率／ＭＨｚ掃頻周期／ｓ掃頻帶寬／ｋＨｚ距離分辨率／ｋｍ相干積累時(shí)間／ｍｉｎ１３．１５０．５０３０５５圖１赤湖站多普勒?qǐng)D圖１為２０１６年１２月２７日９時(shí)２０分福建省赤湖雷達(dá)站接收的數(shù)據(jù)。根據(jù)距離偏置參數(shù)可知，在第４距離元顯示有赤湖站自發(fā)自收的海洋回波，第７０距離元顯示有來(lái)自東山站的海洋回波，而左側(cè)一階Ｂｒａｇｇ負(fù)峰受到射頻干擾導(dǎo)致信號(hào)被覆蓋。對(duì)于此射頻干擾，在頻域利用子空間分解方法抑制干擾后，效果如圖２所示，海洋回波衰減嚴(yán)重，，干擾抑制的同時(shí)損失了有用信號(hào)。圖３為利用文獻(xiàn)［１０］方法提出的空域子空間分解對(duì)所有距離元抑制干擾后的效果，可以看到Ｂｒａｇｇ峰保留完整，但是無(wú)海洋回波信號(hào)距離元仍有部分干擾殘留，兩種方法均不能完全適用于８元線(xiàn)陣分布式地波雷達(dá)系統(tǒng)。對(duì)于圖１所示干擾在頻域或時(shí)域抑制效果都不太理想，所以結(jié)合兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)提出頻域空域距離自適應(yīng)算法，按照距離偏置將回波譜劃分為海洋回波距離空間和非海洋回波距離空間，分別采用方位角子空間和頻率子空間分解重構(gòu)的方法提取射頻干擾噪聲序列，進(jìn)而達(dá)到干擾抑制的效果。圖２用頻域ＳＶＤ干擾抑制后多普勒譜圖３用空域ＳＶＤ干擾抑制后多普勒譜３頻域空域距離自適應(yīng)算法３．１距離自適應(yīng)由于地波雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)的接收站經(jīng)緯度確定，起始距離偏置已固定，只需檢測(cè)出終止距離元。海面的運(yùn)動(dòng)可以等效多個(gè)幅度、頻率、相位不同的正弦波疊加而成，一階Ｂｒａｇｇ峰的產(chǎn)生機(jī)理為特定頻率的海洋回波與高頻電波發(fā)生的電磁閃射現(xiàn)象［１３］。根據(jù)公式算出理論Ｂｒａｇｇ
【作者單位】： 武漢大學(xué)電子信息學(xué)院;
【基金】：“十二五”國(guó)家863課題(No.2012AA091701,2012AA091702) 國(guó)家自然科學(xué)基金(No.61401316)
【分類(lèi)號(hào)】：TN958

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本文編號(hào)：2520898