發(fā)布時(shí)間：2021-03-10 04:39

　　上世紀(jì)70年代起,海洋無(wú)線電遙感技術(shù)迅速發(fā)展,高頻地波雷達(dá)以其探測(cè)范圍廣泛等優(yōu)勢(shì)得到國(guó)內(nèi)外許多國(guó)家的大力發(fā)展和使用。由于大氣和天氣噪聲以及電離層干擾等原因,變頻雷達(dá)應(yīng)運(yùn)而生,本文中主要研究雙頻高頻地波雷達(dá),通過(guò)兩個(gè)不同發(fā)射頻率的海洋回波反演得到海態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù),并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,提高最終的反演結(jié)果精度。目前,利用雙頻高頻地波雷達(dá)進(jìn)行海洋氣象預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外的普遍趨勢(shì)。研究雙頻高頻地波雷達(dá)的海態(tài)參數(shù)反演方法,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境信息對(duì)預(yù)報(bào)和預(yù)防海洋災(zāi)害、充分開發(fā)豐富的海洋資源、維護(hù)國(guó)家權(quán)益和發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)都具有充分的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先闡述了高頻電磁波與粗糙海面的相互作用,介紹了布拉格散射對(duì)高頻地波雷達(dá)海洋回波譜的影響,依據(jù)他們之間的關(guān)系進(jìn)行海態(tài)參數(shù)反演,又介紹了在這個(gè)基礎(chǔ)上提出的海洋回波譜一階散射和二階散射截面方程,分析了海洋回波譜與海面風(fēng)、海浪、洋流反演間的關(guān)系,并且介紹了一些限制因素。隨后,本文分別開展了對(duì)海洋動(dòng)力學(xué)參數(shù)中的浪場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)、流場(chǎng)三大組成部分的反演算法的研究。在浪場(chǎng)研究方面,本文對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外使用的不同海浪譜反演算法,波高和浪周期反演算法進(jìn)行了分析介紹,利用仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

美國(guó)SeaSonde雷達(dá)系統(tǒng)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文3的雙排天線組成該系統(tǒng)的接收天線陣[26]，是一種新型陣列式高頻地波雷達(dá)，如圖1-2所示。用于監(jiān)測(cè)海流、海浪和風(fēng)向的信息，近年來(lái)也可以監(jiān)測(cè)風(fēng)速信息[27]。目前，WEAR系統(tǒng)雷達(dá)的部署數(shù)量?jī)H次于美國(guó)的SeaSonde系統(tǒng)。2000年，雷聲公司研發(fā)了SWR-503系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用對(duì)數(shù)周期天線，接收天線是由40元寬帶單極子天線組成的長(zhǎng)達(dá)880m相控陣[28]，如圖1-3所示。圖1-1美國(guó)SeaSonde雷達(dá)系統(tǒng)圖1-2德國(guó)WEAR雷達(dá)系統(tǒng)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-3美國(guó)雷聲公司生產(chǎn)的SWR－503系統(tǒng)以上都是單頻工作的高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)，由于容易收到電離層雜波和海雜波的干擾影響，雷達(dá)海洋回波中所包含的海態(tài)參數(shù)信息不夠準(zhǔn)確，探測(cè)性能受到很大的消極影響，對(duì)海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)也受到了限制。因此多（變）頻高頻地波雷達(dá)的研究應(yīng)運(yùn)而生。20世紀(jì)后期，BarrickD.E[29]、TeagueC.C[30]和FernandezD.M[30]等使用多頻雷達(dá)對(duì)海洋剖面流進(jìn)行監(jiān)測(cè)；2003年，TriznaD.B等使用多頻雷達(dá)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)；2004年，VeseckyJ.F[31]等使用多頻雷達(dá)對(duì)海面的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在國(guó)內(nèi)，各大高校也先后展開了對(duì)高頻地波雷達(dá)技術(shù)的研究，并取得了一定的成果。在20世紀(jì)80年代中期，在國(guó)家項(xiàng)目的支持下，劉永坦劉院士帶領(lǐng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)于90年代初初步完成了對(duì)低空飛機(jī)和海面艦船目標(biāo)的探測(cè)雷達(dá)[34]，如圖1-4所示，后續(xù)又將多輸入多輸出體制與高頻雷達(dá)相結(jié)合進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)[35]，提高了雷達(dá)系統(tǒng)的分辨能力，進(jìn)而提高了雷達(dá)探測(cè)能力。近些年來(lái)也開展了海態(tài)參數(shù)反演的研究工作，充分利用雙載頻回波信息進(jìn)行反演。1988年，武漢大學(xué)首先開始研究更偏重于民用方面的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，深入研究海態(tài)參數(shù)反演這一課題，使用高頻地波雷達(dá)得到了不錯(cuò)的探測(cè)成果。1993年，在國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下，成功研發(fā)了樣機(jī)OSMAR（OceanStateMonitorandAnalysis），如圖1-5所示。使用該樣機(jī)進(jìn)行了洋流探測(cè)實(shí)驗(yàn)，該樣機(jī)表現(xiàn)良好。此后又陸續(xù)研制了OSMAR系列近、中、遠(yuǎn)程高頻地波雷達(dá)樣機(jī)[36]。2007年，在863計(jì)劃項(xiàng)目“變頻多功能高頻地波雷達(dá)”支持下，成功研制變頻多功能高頻地波雷達(dá)。上世紀(jì)90年代中期，華東師范大學(xué)也開展了相關(guān)研究。1997年，華東師范大學(xué)在杭州灣進(jìn)行了實(shí)地探測(cè)，探測(cè)效果較好，?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高頻雷達(dá)風(fēng)速反演[J]. 蔡佳佳,曾玉明,周浩,文必洋.  海洋學(xué)報(bào). 2019(11)
[2]星載雙頻降水雷達(dá)數(shù)據(jù)融合技術(shù)[J]. 關(guān)振紅,劉本東.  電子世界. 2019(20)
[3]多通道雙頻高頻雷達(dá)接收機(jī)模擬前端的設(shè)計(jì)[J]. 李世界,陳章友,張?zhí)m,楊山山.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2018(03)
[4]基于冗余小波變換的高頻地波雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)算法[J]. 李慶忠,劉小彤,黎明,牛炯,李瑞芹.  電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]海面動(dòng)力學(xué)粗糙度參數(shù)化方案對(duì)近海風(fēng)資源評(píng)估結(jié)果的影響[J]. 周榮衛(wèi),何曉鳳.  自然資源學(xué)報(bào). 2015(03)
[6]激光雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉斌,張軍,魯敏,滕書華,馬燕新,張文廣.  激光與紅外. 2015(02)
[7]高頻地波海態(tài)探測(cè)雷達(dá)天線技術(shù)[J]. 高火濤,周林,趙華僑,張華君,史劼,張小林.  電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)
[8]海域使用面積測(cè)算方法與應(yīng)用研究[J]. 李勝,高俊國(guó),趙曉龍,劉大海.  海洋開發(fā)與管理. 2013(07)
[9]基于正則化方法的高頻地波雷達(dá)海浪方向譜反演[J]. 李倫,吳雄斌,龍超,劉斌.  地球物理學(xué)報(bào). 2013(01)
[10]多頻高頻地波雷達(dá)同步控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王勤,萬(wàn)顯榮,楊子杰.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)

博士論文
[1]雙頻全數(shù)字高頻海洋雷達(dá)研制及相關(guān)問(wèn)題研究[D]. 田應(yīng)偉.武漢大學(xué) 2015
[2]多載頻MIMO高頻雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周升輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]高頻地波雷達(dá)海洋動(dòng)力學(xué)參數(shù)反演與應(yīng)用方法研究[D]. 李倫.武漢大學(xué) 2013
[4]高頻地波雷達(dá)陣列優(yōu)化與校正算法研究[D]. 龍超.武漢大學(xué) 2012
[5]變頻高頻地波雷達(dá)海態(tài)反演技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 趙晨.武漢大學(xué) 2012
[6]雙基地高頻地波雷達(dá)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)若干問(wèn)題研究[D]. 何緩.武漢大學(xué) 2012

碩士論文
[1]高頻地波雷達(dá)海洋回波提取及海態(tài)參數(shù)反演方法研究[D]. 楊春奇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]GNSS-IR雙頻數(shù)據(jù)融合的表層土壤濕度反演[D]. 荊麗麗.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[3]高頻地波雷達(dá)海浪回波檢測(cè)及海態(tài)反演算法研究[D]. 張賀磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]高頻地波雷達(dá)海態(tài)參數(shù)反演方法研究[D]. 趙東陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[5]高頻雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法研究[D]. 張同舟.西安電子科技大學(xué) 2011



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