高频地波雷达的电离层杂波识别新试验

为了验证电离层杂波干扰的存在及研究其对高频地波雷达性能的影响,武汉大学电波传播实验室在浙江舟山东沙试验基地利用高频地波雷达完成了电离层杂波干扰识别新试验.试验采取改变地波雷达发射天线结构即改变发射天线的波束指向,使得电磁波垂直向上发射,进行电离层垂直探测试验;同时也有部分能量向海洋传播,从而获得海面Bragg散射回波.与此相对应地采用垂直极化的三元八木天线向海洋表面发射电磁波,同时获取海洋回波与电离层杂波.详细介绍了试验过程并对实测结果进行了初步分析,并介绍了新近研制的便携式高频地波雷达OSMAR-S的系统结构及其工作参数.     

高频地波雷达抑制瞬态干扰研究

高频地波雷达探测海洋状况和跟踪移动目标时,由于所处的高频段电磁环境极其恶劣,各种瞬态干扰会严重影响雷达的探测效果.对线性调频体制下雷达回波信号的处理进行了分析,讨论了抑制瞬态干扰的方法.构造了Hankel矩阵进行SVD分解[7]来抑制海杂波的影响,利用小波变换在距离时间序列上检测出瞬态干扰,在此基础上,使用基于最小二乘格形(LSL)自适应算法来恢复多普勒信号,抑制了瞬态干扰对雷达的影响.实测数据表明,它可有效地提高了高频地波雷达抗瞬态干扰的能力.     

基于深度学习的高频雷达射频干扰自动识别与抑制

高频地波雷达的探测性能极易受到射频干扰的影响,当前射频干扰抑制的研究主要是通过人工识别来逐一处理,鲜见实时自动识别与抑制射频干扰的研究。随着深度学习在雷达图像处理方面应用的展开,本文尝试将其引入高频雷达射频干扰抑制中,利用YOLO (You Only Look Once)模型来识别雷达距离多普勒谱图中的射频干扰,继而用高阶奇异值分解(Higher Order Singular Value Decomposition, HOSVD)方法对其进行抑制。仿真和实测数据处理结果表明,此YOLO-HOSVD联合算法实现了对高频雷达射频干扰的自动识别与抑制,单场数据处理时间不超过1.8 s。该方法可以应用于高频地波雷达常规海态观测。     

基于广义S变换的高频地波雷达电离层杂波抑制方法

为了抑制电离层对高频地波雷达回波的干扰,文中提出了一种基于广义S变换(GST)的时频滤波方法,通过GST将受电离层污染的时域数据转换为时频域进行分析和处理,根据相邻时间窗信号和电离层杂波的相关性不同,依次将时间窗内数据构建Hankel矩阵,再进行子空间滤波,最终达到减轻电离层干扰的目的。通过与传统方法比较及实测数据处理分析,回波频谱中的电离层杂波抑制取得了较好的结果,进而验证了本方法在电离层杂波抑制中的可行性和有效性。     

高频地波雷达电离层杂波统计特性研究

高频地波雷达是一种理想的早期预警雷达,但是其检测性能受到电离层杂波的严重影响。从理论上分析了电离层对雷达信号的反射及多普勒展宽特性,利用实测数据对电离层杂波幅度的统计特性进行了研究,同时研究了电离层杂波的时间相关性和距离相关性,并从电离层的结构特性对其时间、距离相关性进行了分析,为抑制电离层杂波、优化高频地波雷达设计和改善低速目标检测方法提供了依据。     

基于海杂波保持的高频地波雷达干扰抑制方法研究

为抑制高频地波雷达工作复杂电磁环境中的射频干扰,需要对接收信号进行波束形成自适应处理.时变的波束形成系数破坏了积累周期中海面动目标和海杂波的相关性,多普勒处理后Bragg峰扩散引起基底抬高.利用保持相邻处理单元间相同距离门的海杂波响应一致的思想,提出了一种新的干扰抑制方法.仿真和实测数据处理结果表明保持海杂波的RF干扰抑制方法可较大的改善高频地波雷达抑制射频干扰的性能.     

高频地波雷达电波环境特性分析

为分析高频电波传播环境对地波雷达探测性能影响,在地波雷达探测方程基础上,结合高频电波环境模型,对影响地波雷达探测性能的海面环境、电离层环境和电磁环境等因素进行了详细分析.分析结果为地波雷达系统设计、操作使用提供参考.     

高频地波雷达垂直向电离层电子浓度估计方法

高频地波雷达工作时, 往往同时接收到大量的电离层反射回波, 这些电离层杂波会对目标检测造成严重影响, 因此, 电离层杂波抑制是当前高频地波雷达领域的研究热点.文章将电离层回波视为可用信源, 从中反演出垂直方向电离层对应的电子浓度与等离子体频率.对R-D(Range-Doppler)谱图进行预处理, 获取垂直方向的电离层回波谱, 建立其回波功率与电离层雷达散射截面积之间的数学模型, 进而得到对应的电子浓度.在高频地波雷达站进行了实验, 并将反演结果与IRI-2012进行对比, 验证了该方法的可行性和有效性.     

高频地波雷达工作环境对系统性能影响的分析

与常规微波雷达不同,高频地波雷达的工作体制和特点使其探测性能更多地受到外部环境因素的影响.基于高频地波雷达对海探测机理,推导了高频地波雷达方程,并综合考虑系统参数、地波传播特性、海态、环境噪声、海杂波等因素对雷达探测性能的影响,建立了用于高频地波雷达系统仿真的主要模型,对影响雷达系统探测性能的有关因素进行了仿真和分析.据此建立的仿真系统,为优化系统设计、评估系统性能提供了一个良好的环境和手段.     

自适应地波超视距雷达高频通信干扰抑制

利用高频地波超视距雷达中高频通信干扰强度大、具有一定的方向性、属于瞬态干扰和其对地波雷达所有探测距离单元均有影响的特点，提出了自适应抑制短波通信干扰的方法。该方法利用无目标(海浪)单元的样本值估计阵列的协方差矩阵，进而利用自适应波束形成的方法对待测距离单元中的短波通信干扰进行滤除。对实测数据的处理结果表明,其能够有效的抑制高频通信干扰.