攜帶型高頻海態雷達電離層雜波抑制方法研究

《攜帶型高頻海態雷達電離層雜波抑制方法研究》是依託武漢大學，由周浩擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：攜帶型高頻海態雷達電離層雜波抑制方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周浩
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

電離層雜波是困擾中遠程高頻地波雷達的主要問題，嚴重製約了高頻雷達的套用和推廣。尤其是在採用緊湊型單極子/交叉環天線的攜帶型雷達中，由於天線元數少，電離層雜波抑制問題更為困難。本項目主要研究攜帶型高頻雷達中的電離層雜波抑制問題。首先，研究攜帶型雷達中的電離層雜波特性，發展單個陣元上的距離/時頻域雜波抑制方法；然後，利用天線在水平方向和垂直方向上方向圖的差異，將天線原先的一組交叉環在垂直方向上拓展為多組交叉環以提供對電離層雜波的空間分集，從而實現電離層雜波對消；最後，利用電離層雜波與海洋回波的極化差異，進一步增加水平方向的短鞭天線組或法線豎直的環天線組接收雜波的水平極化分量，進行極化濾波來抑制電離層雜波。經拓展後的天線形式仍然緊湊。本項目的研究可望極大提升攜帶型高頻雷達的抗電離層雜波性能，促進雷達的進一步推廣套用，使其能更有效地服務於我國經濟建設和海防事業，創造出更大的經濟效益和社會效益。

結題摘要

本項目按照預定計畫開展，重點研究了高頻地波雷達回波信號中電離層雜波的信號特性、極化濾波方法及垂直方向多交叉環組雜波對消方法，進行了大量計算機仿真實驗，用已有的高頻地波雷達OSMAR-S探海數據進行了實驗驗證，並設計、製作了2層交叉環天線，編制了獨立的軟體模組，利用所在實驗室新開發的6通道全數字接收機進行現場實驗，採集了一批數據進行處理，很好地驗證了項目提出的新方法。本項目提出的雜波處理框架和算法經實測數據檢驗能夠處理在時頻域上能量分布較為集中的一大類電離層雜波，這也是出現頻率最高的一類雜波。目前在200km以內能有效提高雜波區域海流探測時間約80%，大大提高了高頻地波雷達在複雜電磁環境下的適應能力。本項目的主要研究工作具體有電離層雜波信號分析、雜波抑制方法研究及實驗驗證三個大的方面；由於本項目採用的是環天線，為細緻分析和提高算法性能，還研究了天線方向圖的測量方法。項目組已經積累了大量的實測數據，基本掌握了電離層雜波的距離/時頻域/極化域特徵，形成了初步的雜波特徵資料庫；開發出有效的單陣元電離層雜波抑制方法；掌握了垂直方向多交叉環組雜波測向技術及雜波對消技術；改進了極化域雜波相關濾波算法；初步建立了電離層雜波抑制算法庫，為實現較為完善的雜波抑制系統打下了良好的基礎。項目組現已在國際SCI源刊上發表研究論文1篇，SCI源刊錄用待發表3篇，發表EI收錄論文5篇，待出版高頻雷達譯著1部，獲國家發明專利授權2項，申請已公開發明專利1項，獲實用新型專利授權2項，軟體著作權2項，項目組培養碩士研究生2人已畢業，在讀5人，項目取得的成果對所在國家重點學科無線電物理的學科建設也有良好的促進作用。