一种天波雷达多径扩展多普勒杂波抑制方法

该文分析了天波超视距雷达(Over The Horizon Radar, OTHR)多径扩展多普勒杂波(Spread Doppler Clutter, SDC)的产生机理。由于阵列存在幅相误差且期望信号的功率大于SDC功率,自适应数字波束形成(Adaptive Digital Beam Forming, ADBF)将降低SDC抑制能力,同时还会导致信号对消,严重降低信噪比。针对以上问题,该文提出一种自适应抑制SDC的方法。该方法首先采用改进噪声子空间拟合自校正法消除阵列幅相误差,得到期望信号和SDC准确的到达仰角,然后采用正交投影权矢量进行ADBF处理,避免了强期望信号条件下ADBF权矢量估计不准的问题。理论分析和仿真实验表明该方法能够较彻底地抑制多径SDC。     

新的二维谱估计方法——参数加权法

提出了一种新的二维MUSIC方法。由于同时利用了矩阵的特征值和特征向量,其搜索(或求根)过程由2个一维过程组成,避开了二维谱峰搜索且无需配对。通过分析,证明该方法不存在兼并问题,阵元利用率较高。理论分析和仿真结果表明算法的有效性。     

MIMO天波雷达波形综合分析与改进

针对天波雷达应用背景及实际需求,详细分析了多输入-多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天波雷达波形设计问题,对典型MIMO天波雷达波形的优缺点和适用探测任务进行了综合比较,并得出了部分波形之间的关系。为改善已有波形在多普勒容限、速度模糊和频率限制,提出了一种慢时间随机相位编码波形。相关结论和改进措施为MIMO天波超视距雷达信号理论研究、工程实现提供了参考。     

OTHR短CIT条件下自适应舰船目标检测方案

针对在短相干积累时间（CIT）条件下,天波超视距雷达（OTHR）的多普勒频率分辨力和相干积累处理增益降低,导致对低可探测大中型舰船目标检测性能下降的问题,提出一种综合自适应海杂波抑制、重构并检测舰船目标信号的PHM方案。该方案首先利用峰值信噪比（PSNR）-高阶奇异值分解（HOSVD）算法进行自适应海杂波抑制,使信号稀疏化并减少后续检测环节中的虚警;然后利用改进的正交匹配追踪（MOMP）算法进行重构和检测舰船目标信号,改善对目标的检测性能,并提升检测结果中舰船目标的多普勒频率准确度。仿真分析和实测数据处理结果验证了PHM方案的有效性。      

火箭尾焰对高频回波的影响及其频域能量凝聚检测方法

针对火箭尾焰喷射出的大量物质消耗大气中电子密度以及干扰高频电磁波传播的问题,本文从分析火箭尾焰高频雷达回波特性入手,重点研究了尾焰电磁特性和对高频电磁波衰减的物理机理,分析了尾焰雷达散射特性与尾焰高频回波产生的时机.在此基础上,提出了一种尾焰回波频域能量凝聚的目标检测方法.通过仿真实验和理论分析,得到了火箭尾焰高频电磁回波与海拔高度、尾焰电磁特性、电波频率、入射角之间的关系,所提检测方法能够及时有效检测火箭目标,并降低虚警和漏警概率.     

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。     

一种改进的基于峰值信噪比-高阶奇异值分解的天波超视距雷达自适应海杂波抑制算法

天波超视距雷达(OTHR)舰船目标的检测性能受目标区海杂波的影响严重,准确且自适应的海杂波抑制效能对改善低可探测舰船目标的检测性能意义重大。该文针对基于高阶奇异值分解(HOSVD)的海杂波抑制算法非自适应机制的不足,通过引入峰值信噪比(PSNR),提出一种改进的基于PSNR-HOSVD的自适应算法。该算法仅利用第3等效模式展开矩阵的左奇异向量构造一个投影矩阵,相比于HOSVD算法,该文算法可有效降低计算复杂度,同时由于海杂波仅在第3等效模式展开矩阵的列空间中具有聚集特性,因此该文算法具有比HOSVD算法更好的海杂波抑制性能。实测数据处理结果表明,在电离层状态理想和非理想的情况下,该文PSNR-HOSVD自适应算法的性能均优于EVD自适应算法和HOSVD非自适应算法。     

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。     

MUSIC算法谱峰间波谷定位问题研究

在MUSIC算法分辨力门限的分析过程中,两谱峰之间的波谷位置有着十分重要的意义。目前,这一波谷位置被经验性地确定于两信号参数的均值处,其理论证明尚未得见。对此,本文提供了两信号条件下MUSIC算法空间谱波谷位置的理论公式及证明。该结果表明,将波谷位置确定于信号参数均值处只是一种近似。计算机仿真结果表明了结论的正确性。     

认知天波雷达环境感知波形设计算法研究

基于目标和环境先验信息优化设计发射波形可以提高雷达目标回波信干噪比（SINR）。首先给出了认知天波超视距雷达（CSWOTHR）发射波形自适应设计机制,完善了系统架构设计,为减弱同频干扰对目标检测的影响,在基于知识辅助自适应环境感知波形 (KB-AESBW) 设计算法的基础上,提出了一种改进的基于灰色马尔科夫组合模型的自适应环境感知波形（GM-AESBW）设计算法。通过GM-AESBW算法,CSWOTHR实现了对环境感知一次、预测多次的功能,具有更好的环境匹配能力,且鲁棒性强,降低了系统对外部环境的依赖。理论分析与仿真实验验证了GM-AESBW算法的有效性。