天波超视距雷达抑制流星余迹干扰方法的研究

工作在高频波段的超视距雷达（OTHR）会受到流星余迹的干扰，这种干扰的存在，严重影响了OTHR的正常工作，流星余迹干扰在高局部短时间幅度是很强的，与海杂波产生差拍，表现为奇异性特征，利用子波变换对信号的奇异性具有很好的检测效果，提出了用二进制子波变换的方法有效检测和消除流星余迹瞬态干扰，这种方法与正交子滤波器比较，有较高的灵敏度和精度，并且在消除流星余迹干扰后，使信噪比得到提高。实测数据的仿真结果表明这种算法的有效性和实用性。     

电离层电波传播相位污染校正

电离层电波传播相位污染使天波超视距雷达（OTHR）接收的回波信号谱扩展。采用合成孔径雷达（SAR）成像中的相位梯度算法（PGA）来校正相位污染，PGA算法要求所处理的各个分辨单元（这里包括方位和距离单元）具有相同的相位误差，但当对于电离怪空间变化剧烈，或OTHR距离和方位分辨率比较粗时，相邻单元的相位污染不完全相同，这里PGA方法不适用。针对这种情况，考虑相位变化不可能非常剧烈。可用低次多项式表示时，采用最小熵搜索方法，分别校正各单元的电离层相位污染。最后采用我国录取的OTHR实测数据验证，表明这两方法的校正效果良好。     

快速校正天波雷达电离层相位污染的改进方法

时变的电离层会对天波超视距雷达( OTHR)回波信号相位进行调制,产生相位污染,导致回波谱展宽。最大似然估计( MLE)法具有比相位梯度法更佳的污染校正效果,但计算量非常大。通过引入投影近似子空间跟踪法,提出了一种改进的MLE方法。改进方法采用递归手段估计最大特征值对应的特征向量,避免了特征值分解过程,能够显著降低计算量,污染校正效果与MLE法相当。理论分析与仿真对比表明改进方法普适性强,计算量只有MLE法的万分之一,更适合工程实现。     

天波超视距雷达的PMHT跟踪算法仿真研究

在天波超视距雷达（OTHR）单目标跟踪环境下,仿真分析了PMHT算法在航迹起始、维持、终结上的性能,研究了算法对环境参数和算法参数的鲁棒性,并对两交叉目标环境下的情况进行了仿真,验证了算法的有效性。仿真结果表明,PMHT可以实现OTHR环境下的自动目标航迹起始、维持及终结。     

小孔径天波超视距雷达多径模糊污染消除及海杂波抑制

由于电离层的结构分层性及厚度的不均匀,在超视距探测中会出现多径模糊的现象,使同一个目标出现在多个距离单元上,造成目标识别的不准确。针对传统天波超视距雷达( OTHR)接收阵列不具备俯仰分辨能力的不足,利用小孔径OTHR在俯仰方向的分辨能力,将几何估计结果与测向结果相结合,在俯仰方向自适应波束形成,消除了多径模糊带来的影响。同时改进了基于奇异值分解( SVD)的海杂波抑制算法抑制海杂波,提高了目标信杂比以便于后续检测。仿真实验结果显示所提方法能够很好地消除多径模糊带来的影响,同时抑制了海杂波,信杂比提高了9 dB。     

天波雷达电离层相位污染模式认知与分析

电离层相位污染模式认知是天波超视距雷达电离层污染校正准确性的基础。由于电离层的复杂性和模式的不准确性，已有算法在实测数据处理中校正效果不佳。为了提高电离层相位污染校正的准确性，对电离层相位污染模式的分类开展研究，给出电离层相位污染统一模型，分析了3种不同模式的电离层相位污染对海杂波回波多普勒谱一阶Bragg峰的影响，仿真分析验证了3种相位污染均使海杂波回波多普勒谱一阶Bragg峰展宽，将纯正弦模式的相位污染进一步细化分类，为电离层相位污染的分类校正方法研究提供参考。     

天波超视距雷达工作频率点的自适应选择

该文提出了一种能够有效地提高高频段频谱资源利用率,自适应地为天波超视距雷达选择工作频率点的方法。该方法利用接收阵列的部分阵元做宽带接收,然后以一定的频率间隔用自适应波束形成的方法对干扰进行分析,并以子阵输出平均功率最小为准则选取最佳工作频率点。仿真结果表明,该方法能够有效地为天波超视距雷达提供最佳工作频率点。     

短相干积累条件下天波超视距雷达的舰船检测

天波超视距雷达(OTHR)的观测范围非常广,实战中经常要求在短相干积累条件下检测出舰船目标。然而短相干积累时间带来的低多普勒分辨率很难从强大的海杂波中区分出舰船。为了解决这一问题。可以采用海杂波循环对消法,这就要求对杂波参数进行精确估计。传统方法直接利用Fourier谱中的最大幅度估计杂波参数,估计精度不高从而导致对消性能不太理想。该文提出了一种新的基于FFT相位分析的杂波对消法。该方法与传统的杂波对消相比,有效提高了参数估计精度,减小了剩余杂波强度和扩散程度,有利于舰船目标的峰值显露和从剩余杂波中区分出舰船。以上分析和比较得到了实测数据的检验。     

基于相似性传播的天波雷达多路径量测聚类

电离层多层结构特性使得天波雷达(OTHR)与目标之间存在多条信号传播路径,进而可能对单目标产生多路径量测。该文考虑了天波雷达多路径量测聚类问题,其需要同时对多路径量测进行电离层传播路径辨识和聚类。由于天波雷达量测模型假设1个目标通过1种电离层传播路径至多产生1个量测,因此需要考虑多路径聚类约束。该文将相似性传播聚类扩展到多路径约束模型,并提出一种新的多路径相似性传播聚类算法。该算法通过构建多路径量测聚类的概率图模型,将聚类问题转化为概率图模型隐变量的推断问题,采用最大和置信传播算法近似求解聚类变量的最大后验概率。算法优点包括可以自动识别聚类团数目,单次消息传播的时间复杂度为量测个数和传播路径个数乘积的平方。仿真实验分析表明,所提算法较多路径多假设聚类算法具有更好的聚类性能。     

基于改进遗传算法的天波超视距雷达二维阵列稀疏优化设计

针对均匀矩形平面阵在2维阵天波超视距雷达(OTHR)工程应用时阵元数目庞大问题,该文提出利用改进遗传算法进行稀疏优化设计的解决办法。从波束赋形角度出发建立了稀疏矩形平面阵的布阵优化模型;以俯仰波束能分辨OTHR多模传播的波达角(DOA)为原则确定了遗传算法的初始种群;为避免遗传进化中出现早熟和随机漫游现象修正了适应度函数;为实现稀疏率精确控制改进了交叉和变异算子。仿真结果表明,该文算法不仅实现了稀疏率的精确控制,同时提高了优化性能。该文最后对2维稀疏阵列在OTHR工程应用时的可行性进行了分析,指出其应用条件和存在的技术难点,并给出了相应的解决方案。