為了提高便攜式高頻地波雷達(dá)（HFSWR）中近距離的風(fēng)、浪探測(cè)能力,提出以單極子-交叉環(huán)組合天線為基本單元,構(gòu)建二元小型直線陣列,進(jìn)而獲得更窄的波束寬度.通過(guò)對(duì)2015年福建六鰲試驗(yàn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理,將雷達(dá)反演所得浪高與浮標(biāo)浪高數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),結(jié)果表明:在近距離處,組陣后的浪高結(jié)果與單個(gè)天線所得結(jié)果類似;在中距離處,組陣后浪高結(jié)果明顯優(yōu)于單個(gè)天線. 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017年05期 北大核心

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【部分圖文】：

圖１單極子－交叉環(huán)簡(jiǎn)化圖

圖４波束指向０°２浪高反演方法根據(jù)Ｂａｒｒｉｃｋ的理論［６－７］，由雷達(dá)散射截面方程導(dǎo)出均方根浪高ｈ＊的表達(dá)式為ｈ＊２＝２∫∞－∞σ（２）（ω）ｗ（ω／ωＢ）ｄωｋ２０∫∞－∞σ（１）（ω）ｄ（ω），（１）式中：σ（１）（ω）與σ（２）（ω）分別為一、二階雷達(dá)回波多普勒譜；ｗ（·）為權(quán)函數(shù)；ωＢ為布拉格頻率；ｋ０為雷達(dá)波數(shù)．式（１）中，二階譜的積分區(qū)間包含了四塊多普勒區(qū)域，分別是（－∞，－ωＢ），（－ωＢ，０），（０，ωＢ）和（ωＢ，∞），考慮到實(shí)際情況中，靠近零頻處的二階譜區(qū)易受到污染，比如海面低速運(yùn)動(dòng)船只等硬目標(biāo)回波，該類目標(biāo)回波通常出現(xiàn)在正負(fù)一階峰之間．因此本文在反演浪高下只采用一階峰外側(cè)的二階回波譜，即只采用了一半的二階譜能量，因此式（１）修正為ｈ＊２＝｛４∫－ωＢ－∞σ（２）（ω）ｗ（ω／ωＢ）ｄω＋∫∞ωＢσ（２）（ω）ｗ（ω／ωＢ）ｄω｝ｋ２０∫∞－∞σ（１）（ω）ｄ（ω）．在得到均方根浪高后，有效浪高ｈｓ＝４ｈ＊．３六鰲現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)圖５展示了２０１５年福建試驗(yàn)的實(shí)際地理位置，圖中六鰲為試驗(yàn)中雷達(dá)所在位置，１號(hào)大浮標(biāo)為雷達(dá)站附近的浮標(biāo)位置，距離雷達(dá)約５４．６ｋｍ，方位角１２３．４°．該試驗(yàn)所用雷達(dá)是武漢大學(xué)所研制的海態(tài)監(jiān)測(cè)與分析雷達(dá)（ＯＳＭＡＲ－ＳＤ）［１１］，采用二元單極子

六鰲現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)圖５展示了２０１５年福建試驗(yàn)的實(shí)際地理位置，圖中六鰲為試驗(yàn)中雷達(dá)所在位置，１號(hào)大浮標(biāo)為雷達(dá)站附近的浮標(biāo)位置，距離雷達(dá)約５４．６ｋｍ，方位角１２３．４°．該試驗(yàn)所用雷達(dá)是武漢大學(xué)所研制的海態(tài)監(jiān)測(cè)與分析雷達(dá)（ＯＳＭＡＲ－ＳＤ）［１１］，采用二元單極子－交叉環(huán)小型天線陣作為接收天線，雷達(dá)工作頻率為１３ＭＨｚ，工作波形為線性調(diào)頻中斷連續(xù)波（ＦＭＩＣＷ），掃頻帶寬為６０ｋＨｚ，距離分辨率為２．５ｋｍ．圖５六鰲試驗(yàn)地理位置圖６給出了六鰲站兩個(gè)接收天線和發(fā)射天線的相對(duì)位置，其中１２３天線法向７０°，４５６天線法向７０°，間距１３．０ｍ．４５６天線所在位置更靠近海面，高度上也略低于１２３天線．圖６六鰲試驗(yàn)天線分布圖４浪高反演結(jié)果用于浪高反演的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自２０１５年１１月５日至２２日的六鰲現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)．由于雷達(dá)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)受到不同程度的射頻干擾影響，因此在浪高反演之前須要先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，去除干擾較強(qiáng)的數(shù)據(jù)．４．１不同距離元處浪高反演結(jié)果為了比較單個(gè)天線與二元陣提取不同距離處浪高的準(zhǔn)確度，以１號(hào)大浮標(biāo)有效浪高數(shù)據(jù)為參考，圖７為不同距離元上的相關(guān)系數(shù)以及均方根誤差，圖中：ｌ為距離元；γ為相關(guān)系數(shù)；ε為均方根誤差．·８·華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）第４５卷

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]單極子-交叉環(huán)天線陣波束形成的分析[J]. 潘超,文必洋,周浩.  電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[2]高頻地波雷達(dá)生成海洋表面矢量流圖[J]. 周浩,文必洋.  海洋與湖沼. 2002(01)
[3]OSMAR2000海洋表面徑向流場(chǎng)的生成及后處理[J]. 楊紹麟,柯亨玉,文必洋,程豐,周浩.  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2001(05)



本文編號(hào)：2922069