高频地波雷达中断信号恢复方法研究

信号中断是造成高频地波雷达回波谱信噪比下降的主要原因之一.在传统的中断信号恢复方法-自回归(Autoregressive,AR)模型的基础上,提出了基于反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的信号恢复方法. 通过实测数据验证了两种方法的处理效果,结果表明:BP神经网络的预测误差小于AR模型的预测误差,随着预测点数的增加,误差增长率小于AR模型,同时BP神经网络恢复方法对海洋回波信号能量损失较小.     

一种基于S变换的高频地波雷达瞬态干扰抑制方法

针对高频地波雷达中出现的瞬态干扰问题,提出了基于S变换(Stockwell transforms)的瞬态干扰抑制方法.首先分析了两次FFT信号处理机制下瞬态干扰的时频特征;然后应用S变换对雷达信号进行时频分析,利用瞬态干扰在时频维扩展性不同的特点,实现瞬态干扰的检测;最后应用三层BP(Back Propagation)神经网络对海洋回波信号进行预测和恢复.该方法避免了海杂波抑制的步骤,具有计算量小、信号损失小的优点.现场实测数据分析表明,该方法能够有效抑制瞬态干扰,使回波多普勒谱信噪比提高达10dB,有效提高了雷达的抗干扰能力.     

利用静态方向图数值综合方法抑制电离层干扰

利用二维静态方向图数值综合方法（Numerical Pattern Synthesis,NPS）同时对方位角和俯仰角进行优化,完成高频地波雷达回波信号的数字波束形成,并利用一种基于方向图旁瓣的性能模型来确定最优参数,实现电离层干扰抑制的功能. 对8×8元方阵的仿真分析及实测的回波数据分析发现,来自空中电离层干扰的影响明显减轻,从而证明了该方法的有效性.     

基于优化理论的高频地波雷达海浪参数反演

针对从高频地波雷达海洋回波多普勒谱反演海浪参数的非线性积分方程,采用线性化近似可以转化为线性积分方程,类似于第一类Fredholm积分方程.文中采用数值方法将线性积分方程转化为二次型最优化问题,并采用共轭梯度法来求解.针对海浪参数的非负先验特性,在迭代过程中,加入非负约束项对共轭梯度法进行了改进.在单部雷达和双部雷达情况下进行正演数值模拟,然后用模拟数据添加不同信噪比的随机噪声进行海浪参数反演,无论是单峰海浪谱还是有两个传播方向的双峰谱反演结果均表明了本文提出的算法在不同信噪比下的有效性.