本文關(guān)鍵詞：混合傳播模式下目標定位修正方法研究

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【摘要】：高頻超視距雷達中接收到的目標回波實際上是一種結(jié)合了地波繞射傳播和天波反射傳播的混合傳播模式的信號。本文針對在目標漫散射特性影響下,地波雷達的目標回波既可能通過地波繞射模式回到接收機,也可能向上反射進入電離層,通過天波反射模式再回到接收機這一混合傳播模式,即地波發(fā)射-天波地波共同接收問題,進行了相關(guān)的研究工作。旨在通過兩條回波路徑的距離信息,實現(xiàn)對傳統(tǒng)地波雷達對目標的距離信息觀測的修正。對該混合傳播模式的研究主要涉及到電離層參數(shù)特性的研究、該傳播模式回波信號模型的建立、相關(guān)應(yīng)用條件的推導和利用回波信號進行距離修正的方法研究等。本文首先對電離層的基本結(jié)構(gòu)與電磁波在其中的傳播機理進行了分析,對電離層的分層結(jié)構(gòu)及各層的參數(shù)特性做了詳細說明,對電離層內(nèi)電磁波傳播的機理和本課題所面臨的多路徑模式進行了探討。針對多路徑模式,建立了多傳播路徑模型,分析了該模式的相關(guān)應(yīng)用條件,對該模式下的天波傳播跳距、天波回波路徑傳播衰減和地波回波路徑傳播衰減分別進行了推導計算以及仿真分析。在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于混合傳播模式回波信號的定位方法。對數(shù)據(jù)進行處理,得到波束形成后的數(shù)據(jù),并進行目標檢測和航跡處理,確認地波回波路徑的疑似目標。通過RD譜及目標檢測得到的信息,判定疑似目標地波回波路徑對應(yīng)的天波路徑回波,為此,提出了匹配判定的5條準則。進行天波回波路徑距離修正,得到正確的地波路徑和天波路徑回波信息。對如何獲得高頻地波雷達作用范圍海域上空的電離層高度等參數(shù)信息進行研究,提出了兩種獲得電離層高度信息的方法。通過電離層高度信息和天波路徑距離,得到換算后的地波路徑距離,同原始地波路徑信息進行比較,最終實現(xiàn)對單純地波路徑距離信息的修正,完成對目標的定位。同時,對于飛機目標,提出了基于該混合傳播模式的飛機目標高度估計方法。本文利用該方法,對某次地波超視距雷達實驗獲得的實測數(shù)據(jù)進行了完整的數(shù)據(jù)處理流程,得到了修正后的地波目標距離。通過與原始地波目標距離的比對,實現(xiàn)了對地波超視距雷達目標定位的修正。通過對實測數(shù)據(jù)的處理,初步驗證了該方法的合理性和可行性,為后續(xù)對地波發(fā)射-天波地波共同接收這一混合傳播模式的深入研究打下了一定的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：高頻地波雷達 混合傳播模式 電離層 目標定位修正
【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】：TN958.93
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-12
• 1.1.1 課題背景9-11
• 1.1.2 課題研究的目的和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析12-14
• 1.2.1 混合傳播模式研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 電離層特性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 電離層基本結(jié)構(gòu)與傳播特性16-27
• 2.1 電離層基本結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2 電離層內(nèi)電磁波傳播機理18-23
• 2.2.1 電離層臨界頻率與工作頻率18-21
• 2.2.2 電離層電波傳播定理21-22
• 2.2.3 多路徑模式分析22-23
• 2.2.4 電離層多普勒效應(yīng)23
• 2.3 電離層模型23-26
• 2.3.1 線性模型和指數(shù)模型24
• 2.3.2 卡普曼模型24-25
• 2.3.3 拋物線模型25
• 2.3.4 國際參考電離層模型25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 混合傳播模式回波信號模型27-43
• 3.1 多傳播路徑模型建立27-30
• 3.2 天波傳播模式的跳距30-32
• 3.3 天波回波路徑傳播衰減32-38
• 3.3.1 自由空間擴散衰減32-33
• 3.3.2 電離層吸收衰減33-35
• 3.3.3 E層傳播模式電離層吸收修正項35
• 3.3.4 附加衰減35
• 3.3.5 天波回波路徑衰減仿真35-38
• 3.4 地波回波路徑傳播衰減38-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 混合傳播模式目標定位修正方法43-77
• 4.1 實測數(shù)據(jù)處理43-48
• 4.2 天波路徑回波距離修正48
• 4.3 電離層高度信息獲取48-52
• 4.3.1 基于島嶼回波信號的電離層高度獲取48-51
• 4.3.2 基于國際參考電離層模型的電離層高度獲取51-52
• 4.4 疑似目標地波回波和天波回波的確定52-61
• 4.4.1 多傳播模式回波信號匹配準則52-53
• 4.4.2 實測數(shù)據(jù)回波信號匹配53-61
• 4.5 對地波回波距離進行修正61-72
• 4.5.1 疑似目標 161-66
• 4.5.2 疑似目標 266-71
• 4.5.3 修正結(jié)果分析71-72
• 4.6 飛機目標飛行高度的獲取72-75
• 4.7 系統(tǒng)流程圖75-76
• 4.8 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83

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