宽波束高频地波雷达海面回波谱的数值模拟

根据高频无线电波海洋回波谱理论,结合高频地波雷达单站探测的实际应用,建立了一个适合于研究高频地波雷达信号处理的海面回波多普勒谱的数值模型,模型包含一阶峰、海流、二阶谱、硬目标回波、地形阻挡和噪声等成分,模型输出具备实测多普勒谱的典型特征,可用于检验高分辨率空间谱估计算法和海态参数的反演算法。     

奇异值分解在海洋回波多普勒信息提取中的应用

运用矩阵奇异值分解原理,分析了功率谱估计对探测海洋表面信息和硬目标信号的意义,对接收信号的自相关矩阵进行分解以提高谱估计的分辨率,并将处理后的方法对实测数据进行功率谱的估计,与处理前的回波谱图进行比较,实验证明,得出的奇异值分解方法可以改善多普勒回波功率谱的性能,满足高频地波雷达的目标探测要求。     

采用便携式天线的近海海洋表面流探测

针对高频地波雷达天线阵通常十分庞大的问题，根据海洋回波理论，利用单个到达角海洋回波进行雷达通道幅度相位的自校准，应用适合便携式天线系统的信源估计方法，采用MUSIC(MUltiple Slgnal C1assification)算法反演海流信息，研究了交叉环／单极子天线在高频地波雷达近海海洋表面流探测中的应用，将探测结果与采用相控阵接收的高频地波雷达OSMAR2000的探测结果进行对比，径向流速平均偏差为1．3cm／s,说明近海海洋表面流探测采用便携式的小天线可取得与传统相控阵相同的效果.     

基于脉间频率步进信号的高频地波雷达回波信号处理

针对高频地波雷达探测海面低速移动目标的要求，研究了脉间频率步进高频雷达接收系统的结构，给出了回波信号的采集方式，推导出了相应的数学解析式；分析了利用滑动时间窗方法和二次FFT算法提取目标信息的原理，给出了获得目标的距离谱和速度多普勒谱的方法。模拟结果表明，该信号采集方式和处理方法能够保证系统要求的距离和速度分辨率，提高回波的信噪比，并能准确获得目标的距离和速度信息。研究结果为脉间频率步进高频雷达的设计提供了依据。     

高频地波雷达波形参数设计

根据线性调频中断连续波（FMICW）雷达原理,针对高频地波雷达探测海洋表面动力学要素的要求,给出了雷达信号数据采集与处理过程;分析了被压地波脉冲中断的雷达回波信号可以进行连续采样的原理;设计了无距离混迭和Doppler频率混迭的OSMAR2000雷达工作参数。该雷达主要技术指标为：距离分辨率2.5km,最大探测距离270km,时间分辨率13min,雷达工作比0.44,测量分辨率2－3cm/s。现场实验表明,雷达波形参数设计是正确的。     

扩频雷达探测一阶海洋回波

利用扩频通信良好的抗干扰性和低功率谱密度下工作的特点，本文把扩频技术引入高频海洋探测雷达来探测海洋一阶回波，研究结果表明，该技术对回波质量无不良影响，同时可降低雷达发射功率，增加雷达探测距离．     

从高频地波雷达回波谱中检测移动目标信息的初步研究

提出了一种适合于高频海态雷达移动目标检测的方法,该方法的原理基于硬目标与海面连续目标之间特征尺度不同。利用数值模拟说明了这种方法的有效性,将它应用到OSMAR2000高频地波雷达对比验证试验期间实测数据的处理中,获得了一个由两个单站同时探测得一个可能的移动目标的实例,同时指出这种方法在海流提取中应用的可能性。     

OSMAR2000基于MUSIC的超分辨率海洋表面流算法

为了解决OSMAR2000以小天线阵实现中远距离的海洋表面流探测,同时实现高的角分辨率的问题,提出了OSMAR2000基于MUSIC的超分辨率海洋表面流算法。该算法首先通过预处理从海洋回波中分离包含海流信息的一阶回波,然后针对其中可分辨的每一个Doppler频移（对应海洋表面径向流速）上的信号,采用MUSIC算法求其多个存在方位。阐述了MUSIC算法应用于高频地波雷达海洋表面流遥感的理论基础、处理过程和实测信号的处理结果。     

高频地波雷达海洋表面流测量误差分析

针对高频地波海态雷达测量精度问题,结合2005年8月浙江省东海海域得到的高频地波海洋表面状态监测雷达OSMAR2003的遥感测量数据,以及多普勒流速剖面测量仪的现场测量数据,通过误差分析理论对高频地波雷达海洋表面流测量精度以及误差来源做了分析.分析过程综合考虑了海流的运动特性,结果表明剖面流场的不均匀性分布及流场剖面结构的时间变化率是影响高频地波雷达径向流速测量误差的两个重要因素,通过去除其影响能有效提高测量精度.     

基于数据同化的高频地波雷达海流数据质量分析方法

为了解决高频地波雷达探测海流数据难以分析与评估的问题,提出了基于数据同化的地波雷达数据质量分析与评价的方法.该方法利用逐步订正法(SCM)技术将雷达探测的流场资料同化到POM(princeton oceanic model)模型中,再根据同化后数据与雷达数据的均方根误差(RMSD)分布统计特征,实现对地波雷达海流数据质量的分析与评价.相比于传统出海获取海流数据的定点比测方法,该方法能快速分析雷达数据质量,降低雷达性能评估的成本.     

高频雷达海面回波截面方程的改进

考虑有海水表面流的情况下,从理论上对窄波束高频(HF)雷达海面回波的截面方程作出改进,并模拟出此时的回波多普勒频率谱,同时对结果进行分析和讨论。     

FMICW雷达海洋回波信号频率间断点和频率混叠的处理

根据Donald E.Barrick提出的线性调频中断连续波（FMICW）雷达信号处理方法,探测海洋表面回波距离、Doppler频移和角度信息。研究了当使用FMICW雷达实现天线的收发共用时,雷达接收和发送矩形脉冲串两项因素引起的频率混叠,以及周期线性调频连续波（FMCW）存在频率间断点对Doppler谱的影响。提出了采用FMICW雷达天线收发共用时,处理频率间断点和频率混叠的方法。利用浙江舟山实验数据进行处理,证明该方法可行。     

基于虚拟跳频的高频雷达编队目标分辨方法

针对宽波束方式的线性调频高频地波雷达在海洋硬目标探测中会把编队多目标识别成点目标的问题,提出了线性调频高频雷达的虚拟跳频模式,给出了跳频间隔的选取以及幅度和相位补偿的原则,并在线性调频高频地波雷达中,对其回波信号采用虚拟跳频的处理方式来提高编队目标分辨能力.实验结果证明,这种虚拟跳频的处理方式能够改善角分辨力,对线性调频的高频雷达具有重要的工程意义.     

基于DBF的超分辨率方位分割算法的初步研究

针对高频地波雷达海洋环境遥感技术中的角分辨率问题,提出了基于数字波束形成DBF（ Digital Beam Foming)的方位侵害分割DD（Direction-subDividing)算法。该算法将待测海域分割成小的方位元／海元,以DBF方式实现接收波束扫描,获得陈列在不同指向的接收波束下海洋回波的多个接收值,再通过奇异值分解得到最小二乘意义上每个海元的后向散射回波,进而实现方位超分辨率的海洋环境参数的提取。文中阐述了算法的基本思想,给出了部分模拟结果,最后提出了算法目前存在的不足。     

高频地波雷达在线频谱监测数据采集处理系统

给出了一种基于软件无线电技术的数据采集处理系统的软硬件设计方案,它采用数字信号处理器(DSP)芯片ADSP21062开发出了一个用于高频地波雷达在线频谱监测仪的通用标准化硬件平台．实验证明,该系统能够进行高速实时数据采集与处理,可以正确显示频谱;并能对4个频段进行监测,以满足雷达对不同探测距离的选频要求．该频谱检测仪和雷达同时工作,能完全反映雷达工作时的干扰情况,突破了传统频谱监测仪“分时”工作的局限．