导读:本文包含了高频地波超视距雷达论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:浮动平台雷达,双层优选,分段校准,偏航运动补偿
高频地波超视距雷达论文文献综述
刘帅[1]（2018）在《浮动平台高频超视距雷达回波信号预处理》一文中研究指出高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)利用高频段(3-30MHz)的无线电波沿海洋表面传播衰减小等优势,可对海洋开展大范围、超视距、全天候的探测。按雷达系统架设平台的不同,可将其分类为岸基高频地波雷达和海面浮动平台高频地波雷达。随着国内外对岸基HFSWR系统的研制成功及相关海上探测实验的开展,岸基HFSWR技术已发展的越来越成熟,现已广泛用于海上低空目标及海洋动力学参数遥感探测等。由于电磁波随传播距离增加而能量不断衰减,使得岸基HFSWR对远海区域的探测受到限制。海面浮动平台雷达扩展了 HFSWR技术的应用范围,打破了岸基HFSWR探测距离受限的约束。海面浮动平台地波超视距雷达,可借助平台的可移动性及灵活布设在海洋表面等优势,对感兴趣的海域开展探测。同时,也可将浮动平台雷达作为探测节点,通过分布式同步技术与岸基雷达组网,实现网络一体化探测,从而对更大范围海域的海上低空目标及海洋动力学参数进行探测。因此,海面浮动平台雷达在军事及民用方面均有着广阔的发展前景和应用价值。然而,由于该模式下浮动平台运动的复杂性,导致雷达回波信号处理方面仍存在若干问题。基于国家863计划重点项目,武汉大学海态实验室及相关合作单位共同开展了海面浮动平台雷达研制及海上比测实验。该项目的成功开展推动了海面浮动平台HFSWR在地波雷达领域的应用和发展,本文对于海面浮动平台雷达回波信号预处理方法的研究,是该项目雷达信号处理的重要组成部分,研究成果为海面浮动平台雷达海态遥感的研究提供新的思路及方法。内容包括如下几个方面:(1)介绍了海面浮动平台雷达的系统组成、工作模式及信号波形体制,为充分利用平台空间面积,采用均匀圆形接收阵列,仿真并分析该阵型辐射/接收性能;基于浮动平台随时间运动的特点,结合平台六种自由度运动及接收阵型两者关系建立简单的运动模型,并分析浮动平台运动对阵列信号处理的影响。(2)介绍了两种直达波校准算法,即基于协方差求直达波信号特征值法和直接取各通道直达波相位差法。海面浮动平台雷达作为探测节点时,与岸基地波雷达组网,针对每部岸基雷达站可同时接收其他多部雷达站的直达波信号,提出岸基模式的双层优选直达波校准值方法,为岸基通道一致性校正提供更准确的校准值。根据浮动平台运动模型分析其运动对阵列幅相校准的主要影响因素,即偏航运动及接收阵列方向图畸变。针对浮动平台雷达提出分段校准方法,对偏航运动及方向图畸变进行补偿,将该方法用于实测数据并估计固定信源及海洋回波信号的来波方位,验证该方法的有效性和正确性。(3)研究了该雷达系统接收平台偏航运动下的一阶散射截面方程,分析了雷达单基地和双基地模式下一阶谱区特性,并简单介绍传统一阶谱区划分方法及实现流程。针对一般平均平滑求差谱方法中,选取平滑点数不合适造成划分结果偏差较大等问题,提出了利用一阶谱峰特征对其进行拟合的最小二乘逼近函数划分方法。根据双基地模式下Bragg频率随距离元和双基地角变化而变化特点,提出动态确定每个距离元一阶谱区划分的最大搜索边界的方法。基于实测雷达数据对比划分结果,分别验证了最小二乘方法及将变化Bragg频率因素加入双基地划分方法的有效性和合理性。(本文来源于《武汉大学》期刊2018-05-01）
钟文正,吴雄斌,张兰[2]（2018）在《天地波高频超视距雷达阵列校准方法》一文中研究指出针对天地波高频超视距雷达系统,研究了阵列幅相误差的校准方法。利用方位已知的直达波信号得到的幅相误差值,可以用来对天线阵列进行校准。而在实际雷达工作中,信号会受到杂波和环境影响从而导致校准值的稳定性变差。因此,采用对应时刻的校准值直接补偿会带来较大的误差。针对传统直接补偿存在的缺陷,提出了一种改进方法。该方法采用高斯函数累加模型对每个时刻校准值进行优选,从而达到校准值优化的目的。试验结果表明,该方法能够提高海流结果的准确性。(本文来源于《雷达科学与技术》期刊2018年01期）
刘帅,吴雄斌,张兰[3]（2017）在《天地波混合组网高频超视距雷达阵列幅相误差的校准方法》一文中研究指出针对天地波混合组网高频超视距海洋探测雷达系统,研究了阵列通道幅相误差的校准方法。通过相位偏置,将各站不同频率的回波分离开来;利用直达波校正原理,以及双层优选直达波幅相校准系数的方法,优选出最稳定的地波站直达波的幅相校准系数进行阵列幅相误差的校准,实现天波直达波到达角的估计。试验结果表明,该方法可以有效地避免杂波干扰引起的、不正确的校准值的影响,从而获得稳定的幅度和相位校准值,实现对阵列实时的校正。在此基础上,将校准后船只航迹的定位与AIS数据进行对比,结果吻合,表明了方法的可行性。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2017年18期）
吴雄斌,林航,朱大勇,赵正予,张兰[4]（2016）在《分布式高频超视距雷达探测与组网技术研究》一文中研究指出高频地波雷达海洋环境监测技术在国家863计划持续支持下已形成较为完整的自主知识产权体系,并已开始了产业化进程。随着国家海洋资源开发、生态与环境保护、防灾减灾以及国防战略等需求的日益增长,一方面要求提高雷达对沿岸海洋要素探测的精细化程度,另一方面也要求显着提升雷达对远海的探测能力,突破地波雷达目前仅能沿海岸线布设的模式。该项目研制并建设成一个分布式高频超视距雷达海洋环境监测示范网,它由一部浮标式高频地波雷达、叁部具有"多发多收"工作模式的双/多频岸基高频地波雷达和一个高频天波发射站构成,通过卫星同步组成可协同工作的天-地波综合海洋环境探测网。实现近岸200 km精细化观测、岸基350 km探测、浮标式高频地波雷达条件下远至离岸1 000 km范围(涵盖日本附近、台湾以东的远海)海洋表面动力学要素信息的快速获取。开展规范化比测试验,推动高频超视距雷达风、浪、流探测尤其是对灾害性海洋天气和海上环境事故的监测进入业务化运行水平,为我国大面积海洋环境监测提供新型骨干设备。(本文来源于《科技资讯》期刊2016年09期）
孙礼辰[5]（2016）在《消除舰载高频地波超视距雷达双侧目标模糊方法的研究》一文中研究指出高频地波超视距雷达可以进行对海面上的舰船目标以及低空飞行的目标进行超视距的探测,同时还可以为海洋资源的开发应用和管理提供了新的监测手段。因此很多国家在高频地波超视距雷达上投入了大量的财力与精力。对于舰船平台,由于两侧都是海面,都有可能存在目标,当我们通过发射天线向舰船一侧发射电磁波进行单方向检测时,由于阵列天线不可能在另一方向上完全屏蔽,如果在舰船该侧有目标,同样也会产生回波,使我们错误的认为目标是在我们想探测的哪一侧,因而产生了双侧目标模糊。如果不解决这个问题,我们就无法判断目标到底位于舰船平台的哪一侧,无法对目标进行定位。因此本文以舰载高频地波雷达为背景,就如何消除双侧目标模糊的问题进行研究。本文的主要研究内容如下:首先,本文介绍了舰载高频地波雷达产生双侧目标模糊的原因,并建立阵列雷达信号模型,在理想情况下,对如何产生双侧目标模糊进行理论上的分析。并通过建立模型,了解双侧目标模糊形成的机制。其次,针对会对阵列天线方向特性产生影响的互耦效应进行了一定程度的探讨。首先建立了以互耦误差为主的互耦误差模型,并对互耦误差对阵列方向特性的影响进行分析,最后通过重构阵列流型的方法,消除互耦效应对阵列方向特性的影响,保证阵列天线存在互耦效应时,天线方向图的正确性。第叁,分析了幅、相误差对阵列天线的方向特性的影响。由于实际设计天线的过程中,不论采用何种阵列处理算法,都要对阵列的幅、相误差进行处理,保证阵列方向特性的正确。因此本文对幅、相误差的测试以及补偿方法进行研究。首先建立接收阵列天线的幅、相误差模型,简述了阵列幅、相误差对DOA估计的影响,并通过建立大目标的方法,测出各个阵列单元的幅度误差和相位误差,最后分别采用辅助源的方式以及自校正的方法,进行阵列幅、相误差的补偿,并通过空间谱以及方向图两种方式验证两种方法的正确性。最后,在前面解决了影响阵列天线方向特性的因素以后,对如何解除双侧目标模糊进行探讨,通过改变接受阵列的方向图,实现在理想情况下的解除双侧目标模糊。通过阵列方向图中最大值点与尾部正负45度范围最大值的对比,验证该方法的可行性和有效性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
吴小川[6]（2015）在《基于压缩感知的高频超视距雷达超分辨方法研究》一文中研究指出高频超视距雷达在低空防御、远海预警、隐身目标探测领域有重要的应用价值,同时也是海面环境数据采集、海态遥感的重要手段。然而由于高频雷达采用频率范围较低3-30MHz,雷达阵列形成的波束宽度很宽,对空间目标分辨能力很差,严重影响其应用范围。另外,高频雷达监测环境复杂,外部噪声和干扰很强,目标容易淹没在噪声背景下很难检测出来。为了将目标信息从雷达回波信号中提取出来,需要较长的相干积累时间,甚至达到上百秒,这会导致积累后用于目标方位估计的快拍数非常少,给信号处理方法带来巨大挑战。超分辨技术是解决雷达阵列分辨力低的有效手段,但是传统的超分辨算法易受观测条件的限制,如阵元数过少、目标回波多径效应、采样数据量不足等,这些因素都会造成传统的超分辨技术估计结果不够理想。由于高频雷达特殊背景带来的问题与传统超分辨技术应用条件之间存在尖锐矛盾,因此,建立新的超分辨方法来解决二者之间的矛盾对高频雷达的发展以及应用领域的拓展有重要的实际意义。压缩感知理论的确立为稀疏信号的恢复提供了完整的理论支持,同时也为空间谱估计理论注入了新的活力。本文从传统的子空间分解超分辨技术和压缩感知理论框架入手,对高频雷达分辨率低的问题提出了完整的处理流程,取得了以下研究成果:1.提出了一种压缩感知与子空间分解联合估计算法解决DOA估计问题。高频雷达接收信号易存在多路径干扰以及相干积累时间过长导致的空域采样信息量不足的问题,这会造成观测信号矩阵是非满秩的,传统的子空间分解算法无法直接求解;而压缩感知方法由于其独特的信号重构方式,可以不必求解观测信号的二阶统计信息,因此可以有效解决信号相干和快拍数过少的问题,但也存在对多次测量数据利用率低、算法稳定性差的缺陷。本文利用空间分解算法的稳定性和压缩感知重构方法的特殊性建立了一种联合估计算法,该算法可以解决任意快拍数下的参数估计问题,并且对噪声有较好的鲁棒性。2.提出了一种低信噪比下的网格优化算法,可以有效解决网格划分过密导致观测矩阵原子相关性过高的问题。超分辨技术就是要突破原有的理论限制,为了能够对目标参数准确估计,要求构造的观测矩阵尽量包含稀疏信号的结构特征。因此,观测矩阵需要充分完整的原子构成,也就是更密集的网格划分。然而对DOA估计来说,字典是由阵列流型矢量构成的,原子本身就具有较高的相关性,当网格划分更精细的时候,相邻原子之间的相关性会很高,破坏了压缩感知理论对观测矩阵的结构限制。另外,由于高频雷达环境背景复杂,雷达接收阵列形成波束较宽,容易引入大量的外部环境噪声,影响对最优原子的判断,导致估计稳定性很差。本文针对低信噪比条件下的参数估计问题,首先对通道数据进行降噪处理,并利用噪声抑制后的观测信号构造一个感知字典来降低字典原子间的相关系数,引入感知字典的凸优化算法和贪婪算法在对DOA估计精度上都有相应的提高,特别是对分辨空间距离较近的目标效果更明显。3.提出了一种针对网格划分过疏导致能量泄露问题的网格优化算法。压缩感知方法通常利用一组离散的基向量来近似拟合稀疏信号,如果信号的非零元素正好落在对应基向量的网格点上,那么该信号就可以用这组基向量构成的基矩阵准确表示。然而实际应用中,稀疏或可压缩信号通常是一个连续变化的量。因为空间目标的角度可以是任意的方位,不可能准确落在我们预设的网格点上,这种情况下会出现能量泄露(也叫基失配)问题,更严重的会令信号无法用构造的字典线性表示,那么信号也就不能称作该字典下的稀疏或可压缩信号,不满足压缩感知理论对信号的基本要求。由于高频雷达探测距离远,达到上百公里,实际距离很远的两个目标,相对于雷达来说角度差别可能只有零点几度,而高频雷达观测范围又很宽,目标的分辨精度和数据的计算量都会对重构算法带来很大挑战。本文详细讨论了网格优化的两种方式,离散域优化和连续域优化。在此基础上,提出了一种迭代稀疏优化算法,该算法相比于其他经典网格处理算法能够在少阵元数的条件下有更小的估计偏差。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-06-01）
杨志芬[7]（2015）在《高频地波超视距雷达频率监测子系统的研究》一文中研究指出高频地波超视距雷达是一种新体制雷达,被广泛用于军事上,主要任务是探测和跟踪飞机、导弹和舰船等动态目标,特别是视距以外的低空飞行目标和海上运动目标。高频地波超视距雷达是在3～30MHz的短波内执行任务的,该频段利用率很高,电磁环境特别复杂,同时存在各种各样的干扰。为了保证高频地波超视距雷达在电磁环境复杂的短波段内正常工作,必须对其工作频段的“频谱”进行不间断、实时的监测,并从中选出能够可靠工作的“寂静”频率。本文的主要工作是联系实际的高频地波超视距雷达,研究其频率监测子系统。论文阐述了高频地波超视距雷达频率监测子系统的构成和特性,分析了其原理、工作时序和信号处理的流程,提出了其需要实现的功能。进而针对频率监测系统信号处理的具体实现功能完成了以下叁个方面的工作。首先,深入研究了冲击干扰,主要是雷电的时频特性及雷电对频率监测子系统造成的影响,提出频域二重门限抗雷电算法,对雷电干扰的频段进行剔除。然后,对频率监测子系统的监测数据进行频谱预测。基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)方法在处理非平稳信号上的独特优势,以及极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)结构简单,能够快速预测的特点。本文提出使用EMD方法进行频谱数据预处理,采用ELM网络进行频谱预测的方法。仿真实验结果证明,相比于单一的ELM和传统的支持向量回归机(Support Vector Regression, SVR)预测方法,本文提出的EMD-ELM方法的预测效果更好。同时结合实际的连续处理场景,通过仿真实验研究了基于在线连续极限学习机(Online Sequential Extreme Learning Machine, OS-ELM)的频谱预测方法。最后,对频率监测子系统的选频方法进行了研究,并给出了选频的具体实现实例。论文基于滑窗法进行选频,使用滑窗得到频谱的平均功率谱和起伏度这两个重要要素并分别判出其分数,最终全面考虑两要素,算出各个滑窗应得的总分数,依据总分数判断出最佳工作频率。此外,使用实际的高频地波超视距雷达频率监测子系统收集的数据,进行选频预处理,基于滑窗选频法,依据选频的具体步骤,综合各项选频要求,分段选出雷达可用的“寂静”频点。(本文来源于《兰州大学》期刊2015-04-01）
许雷[8]（2014）在《高频地波超视距雷达频率监测算法研究》一文中研究指出高频地波超视距雷达的工作频段在短波频段，此短波频段是无线电频谱中非常拥挤和复杂的一段频段，电磁环境十分复杂多变，分布着许多干扰，大气无线电噪声随着地点、季节和天气的不用而变化，从而导致短波频段的干扰具有随机性。本课题的主要目的就是使高频地波超视距雷达在工作频段内躲避各种干扰，使得雷达的工作性能比较可靠，所以必须对高频雷达的工作频段的频谱的“质量”进行不间断、实时的监测，然后从中选出高频雷达能够进行可靠工作的“寂静”频段，进而保证高频地波超视距雷达有能力在复杂的电磁环境即复杂的短波频段里进行正常的工作。此研究课题的目的即是对高频雷达电磁环境的监测算法进行一系列的研究。本课题的主要研究内容包括以下叁个方面：首先是对频谱状态预测方法的研究。本部分根据实测的历史数据对下一周期的频谱情况用不同的方法进行了预测，详细的介绍了AR模型预测方法、单指数平滑法预测方法，然后详细的介绍了经验模态分解方法（EMD）和支持向量回归机（SVR）的预测方法，通过经验模态分解方法对数据进行处理之后再利用支持向量机的方法进行频谱预测。并且以可靠性能为标准对这叁种预测的方法进行了对比。结果显示先经验模态分解后支持向量机的预测方法比AR模型预测方法和单指数平滑法在可靠性上更好。然后介绍选频方法。本部分分为两部分内容：首先是采用滑窗选频的方法：以滑窗内的平均功率谱值和起伏度这两个因素作为滑窗选频的标准，通过计算滑窗内的平均功率谱值和起伏度信息然后根据一定的准则对各个频点进行打分，然后综合考虑这两个因素计算各个频点的总分，最后分数最高的为最佳频率。研究了一种适合双基地雷达的选频方法：基于卡尔曼滤波地状态向量融合方法即卡尔曼滤波后加权融合选频方法。首先对发射雷达和接收雷达的电磁频谱分别设计滤波器进行卡尔曼滤波得到各自的状态估计值，进而对各自状态融合获得系统状态；为了提高融合的可靠性和准确性，采用将加权数据融合和卡尔曼滤波相互结合的方式完成最后融合，即由各自状态得到系统总体状态；对融合后的频谱进行滑窗选频得到最佳频段。最后是介绍选频验证方法，即是对滑窗选频选出来的工作频段进行验证雷达能不能在此频段上进行可靠的工作。本部分详细介绍了功率谱验证方式和目标提取验证方式。即让雷达工作在备选频段上，对接收到的数据进行目标提取处理，因为目标已经知道，所以求得处理后的信号的信噪比，用它来作为选频好坏的依据，选出可靠的工作频段。本部分最后考虑到实际情况，将海杂波也加入到了目标回波信号中，分别做了无杂波目标提取处理和有杂波目标提取处理。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2014-07-01）
费川,曹松棣,杨强,周传晟[9]（2013）在《高频超视距雷达系统发展现状及趋势》一文中研究指出以高频超视距雷达系统为研究对象,结合该系统的最新技术成果,阐述了该系统的分类及发展现状,分析了该系统的未来发展趋势及展望,在此基础上,针对我国该系统的需求,在其研发生产、使用配置上提供一定的参考。(本文来源于《四川兵工学报》期刊2013年05期）
王伟[10]（2012）在《多载舰高频超视距雷达回波特性研究》一文中研究指出多载舰高频超视距雷达(Over The Horizon Radar)结合了地波超视距雷达和舰载平台的优点，不仅具有良好的“四抗特性”（抗反辐射导弹、抗电子干扰、反低空突防、反隐身）还具有很好的机动性。在现代军事战争中，发挥着越来越重要的作用，同时在海态遥感、海洋工程等民用方面有着广泛的应用。本文主要研究在复杂的海面环境下，舰船在随机波动的海浪的扰动下做六自由度运动（俯仰、侧倾、偏航、左右平动、上下平动、前后平动）对回波信号的影响。为后续检测、跟踪目标及提取目标信息提供模型基础和仿真数据。本文首先建立了发射载舰、目标、接收载舰叁者的运动模型，推导了舰船做六自由度运动时叁者之间的动态距离和公式，并具体分析了舰船做叁种转动运动时的转动角度大小和叁种平动运动时的位移大小，为后续的信号处理提供模型基础。接着，分析了舰载高频超视距雷达常用的信号形式：线性调频中断连续波LFMICW，在第2章推导出的舰船六自由度运动数学模型的基础上，将延时信息代入到发射和接收信号的差频信号中，并对其进行化简近似。结合舰船六自由度运动的具体情况，分别仿真出在3级海态和5级海态下舰船做俯仰、侧倾偏航、左右平动时的速度谱和距离谱图，并用二维FFT的方法提取差频信号中的速度信息和距离信息。对比舰船做六自由度运动和匀速运动时的速度和距离信息，近而分析六自由度运动对目标回波信号的影响。最后，对单基地和双基地海杂波的产生机理及特性进行分析，建立双基地海杂波仿真的数学模型，结合舰船做六自由度运动数学模型给出了双基地角的计算方法，并建立了海杂波数学模型中的随机变化的部分的仿真模型。接着，仿真出在不同海态下舰船做六自由度运动时的海杂波谱，结合发射载舰、目标、接收载舰都做匀速运动的海杂波谱分析舰船做六自由度运动时对回波中海杂波的影响。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2012-06-01）
高频地波超视距雷达论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对天地波高频超视距雷达系统,研究了阵列幅相误差的校准方法。利用方位已知的直达波信号得到的幅相误差值,可以用来对天线阵列进行校准。而在实际雷达工作中,信号会受到杂波和环境影响从而导致校准值的稳定性变差。因此,采用对应时刻的校准值直接补偿会带来较大的误差。针对传统直接补偿存在的缺陷,提出了一种改进方法。该方法采用高斯函数累加模型对每个时刻校准值进行优选,从而达到校准值优化的目的。试验结果表明,该方法能够提高海流结果的准确性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高频地波超视距雷达论文参考文献
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[2].钟文正,吴雄斌,张兰.天地波高频超视距雷达阵列校准方法[J].雷达科学与技术.2018
[3].刘帅,吴雄斌,张兰.天地波混合组网高频超视距雷达阵列幅相误差的校准方法[J].科学技术与工程.2017
[4].吴雄斌,林航,朱大勇,赵正予,张兰.分布式高频超视距雷达探测与组网技术研究[J].科技资讯.2016
[5].孙礼辰.消除舰载高频地波超视距雷达双侧目标模糊方法的研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[6].吴小川.基于压缩感知的高频超视距雷达超分辨方法研究[D].哈尔滨工业大学.2015
[7].杨志芬.高频地波超视距雷达频率监测子系统的研究[D].兰州大学.2015
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[10].王伟.多载舰高频超视距雷达回波特性研究[D].哈尔滨工业大学.2012