本文關鍵詞：島基高頻地波雷達接收天線陣校正方法研究

  更多相關文章： 高頻地波雷達 線陣誤差校正 圓陣誤差校正 幅度相位誤差 互耦誤差

【摘要】：高頻地波雷達是新體制雷達,具有全天候、低成本、超視距等特點�，F(xiàn)有的高頻地波雷達系統(tǒng)多采用線型接收陣列,這種布陣方式要達到較高的角度分辨能力,需要很大的陣列面積,對于安裝于海島的高頻地波雷達而言,很難提供充足的場地來安裝接收陣列。圓型接收陣憑借其優(yōu)良的超方向特性成為雷達布陣領域的研究熱點。本文重點解決接收陣列誤差帶來的方位判斷不準確問題,在分析陣列誤差影響的基礎上,研究了適用于線型接收陣列的校正方法,又為圓型接收陣的應用做了基礎性的研究。針對陣列幅度相位誤差與互耦誤差的影響,本文以八元均勻線陣為模型,從方向圖畸變的角度分析了給定誤差容忍度的情況下,陣列方向圖畸變的邊界。理論推導證明無論是幅度相位誤差還是互耦誤差,只要它們在誤差容忍度內(nèi)符合隨機分布的特點,其對陣列方向圖的影響邊界只與誤差容忍度有關,而且這兩種誤差同時影響時的畸變量,是各自影響時的畸變量之和再加上它們的乘積。最后使用仿真實驗驗證上述結論。針對現(xiàn)有的線型接收陣,本文首先對幅度相位誤差校正算法做了對比分析,并引入空間時頻分布矩陣改進了傳統(tǒng)校正算法,使得算法對信號信噪比的要求降低約5d B,對相位誤差的校正能力提升約10度。然后又研究了校正快拍的提取方法,分別實現(xiàn)了使用海雜波、船目標、電離層做校正源時的信號快拍提取。最后通過本文方法校正后的目標方位與船訊網(wǎng)提供的目標方位的對比,證明了本文方法的有效性。針對圓型接收陣的研究,本文重點解決了陣列小型化帶來的互耦加劇問題。首先使用改進等效電路法分析了陣列互耦誤差模型,并使用HFSS仿真得到的互阻抗變化規(guī)律簡化了圓型接收陣的互耦模型。其次對互耦系數(shù)估計算法進行了對比分析,得到遺傳算法相較于級聯(lián)法的角度校正精度更高。最后通過構造的迭代模型,將互耦系數(shù)估計與幅度相位誤差估計進行了模塊化分離,使互耦影響下的圓型陣列校正方法更加靈活,并通過仿真實驗與實測數(shù)據(jù)處理證明了該圓型陣列校正方法的有效性。
【關鍵詞】：高頻地波雷達 線陣誤差校正 圓陣誤差校正 幅度相位誤差 互耦誤差
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN958
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究課題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 幅相校正算法的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 互耦校正算法的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 HFSWR校正源選擇方法的研究現(xiàn)狀12
• 1.3 課題的來源及研究內(nèi)容12-13
• 1.4 論文結構安排13-14
• 第2章 陣列誤差模型及影響分析14-27
• 2.1 接收陣列與誤差模型14-18
• 2.1.1 線型接收陣的數(shù)學模型14-15
• 2.1.2 圓型接收陣的數(shù)學模型15-17
• 2.1.3 幅相誤差模型17
• 2.1.4 互耦誤差模型17-18
• 2.1.5 包含兩種誤差的陣列信號模型18
• 2.2 經(jīng)典的測角理論18-21
• 2.2.1 常規(guī)波束形成18-20
• 2.2.2 MUSIC算法20-21
• 2.3 陣列誤差影響分析21-25
• 2.3.1 幅相誤差對陣列方向圖的影響23-24
• 2.3.2 互耦誤差對陣列方向圖的影響24-25
• 2.4 陣列校正效果的評價參數(shù)25
• 2.5 本章小結25-27
• 第3章 線型接收陣的校正方法研究27-51
• 3.1 幅相誤差的校正算法27-32
• 3.1.1 特征結構法27-29
• 3.1.2 聯(lián)合估計法29-31
• 3.1.3 計算機仿真31-32
• 3.2 基于空時頻理論的校正算法改進32-35
• 3.2.1 空間時頻分布理論及算法描述32-33
• 3.2.2 計算機仿真及算法性能分析33-34
• 3.2.3 改進算法存在的問題34-35
• 3.3 校正源的選擇35-45
• 3.3.1 基于海雜波的陣列校正36-39
• 3.3.2 基于船目標的陣列校正39-41
• 3.3.3 基于電離層的陣列校正41-45
• 3.4 聯(lián)合AIS數(shù)據(jù)錄取實驗45-48
• 3.5 數(shù)據(jù)處理軟件設計48-50
• 3.6 本章小結50-51
• 第4章 圓型接收陣的校正方法研究51-72
• 4.1 互耦誤差的分析理論51-57
• 4.1.1 等效電路法分析原理51-52
• 4.1.2 等效電路的模型改進52-54
• 4.1.3 兩種互阻抗定義54-55
• 4.1.4 圓陣的HFSS仿真及互耦模型簡化55-57
• 4.2 互耦系數(shù)的估計算法57-64
• 4.2.1 級聯(lián)法57-60
• 4.2.2 遺傳算法60-62
• 4.2.3 計算機仿真62-64
• 4.3 互耦影響下的圓型陣列校正64-71
• 4.3.1 互耦存在下的幅度與相位校正64-65
• 4.3.2 聯(lián)合校正算法65-67
• 4.3.3 仿真分析與實測驗證67-71
• 4.4 本章小結71-72
• 結論72-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀碩士學期間發(fā)表的論文及其他成果78-80
• 致謝80

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