陸艦高頻天地波雷達建模與仿真.pdf

1、本文根據(jù)現(xiàn)有的超視距雷達研究成果提出陸艦高頻天地波雷達系統(tǒng)。此體制雷達的研究在國內外尚屬空白。本文涉及到雷達系統(tǒng)信號模型的搭建、電離層的信道特性、雷達探測定位原理與雷達信號處理以及雷達工作的海雜波背景。主要工作概括如下：
　　首先，建立了陸艦高頻天地波雷達探測機理的數(shù)學抽象模型，對模型組成部分作了概要性說明。推導了系統(tǒng)雷達方程，簡單介紹了雷達發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的組成，并詳述了雷達信號波形選擇線性調頻連續(xù)被（LFMCW）的原因。同時

2、對LFMCW信號參數(shù)的選取原則做了介紹。
　　其次，本文對電波在電離層中的傳播特性進行了分析，闡述了電離層三個基本定理，并利用這三個基本定理對基于電離層的重構模型做了相關推導，分析并闡述了雷達波束覆蓋范圍，得到電磁波在電離層中傳播的一些路徑規(guī)律。此外，還探討了電離層對雷達信號的影響，并對雷達信號的幅度起伏做了簡單建模。探討了干擾存在時，雷達信號幅度與干擾幅度的聯(lián)合分布，得到加大信號能量能消除信號幅度起伏對信號檢測帶來的影響的結論。

3、最后提出了雷達信號電離層相位污染函數(shù)的一般模型，并介紹了電離層相位污染的特性。
　　第三，本文研究了陸艦高頻天地波雷達的探測定位原理以及雷達信號處理的基本方法。本文首先針對現(xiàn)有的陸基天地波雷達系統(tǒng)的定位方法做了探討，分析了這種處理的不足；考慮到地球曲率，本文提出混合天地波體制下的球面定位原理，并對其算法做了推導，在此基礎之上對定位精度進行了分析并得到了其精度的幾何分布（GDOP），研究結果表明陸艦高頻天地波雷達能夠在一定的精度要求

4、下能完成目標的定位；然后對遠場條件下雷達的測速原理與測角原理做了分析；在以上基礎之上，針對所提出的信號模型，推導得出雷達信號處理的距離——方位——多普勒三維聯(lián)合處理方法。雷達信號處理的仿真結果表明大信噪比的情況下，雷達系統(tǒng)的目標檢測效果很好，而在強噪聲背景下目標信號會被覆蓋，雷達信號的基本處理方法失效。
　　最后，本文考察了陸艦高頻天地波雷達工作的背景——強海雜波背景。首先，在陸艦混合天地波幾何關系下介紹了海雜波產生的機理，探討了

5、其Bragg諧振條件，得到了一階海雜波多普勒頻率的表達式。在此基礎上，結合陸艦高頻天地波雷達的系統(tǒng)特性，對一階海雜波的展寬做了分析，得到雜波展寬的空間分布以及艦載平臺對展寬影響的規(guī)律，結合新體制的相關幾何特性，得到了其一階海雜波的空時分布特性。最后，對陸艦高頻天地波雷達體制下一階海雜波的功率譜做了探討，利用Gill在窄波束條件下的推導結果，結合新體制下寬波束特點，采用細分波束法來得到一階海雜波的功率譜，在此基礎上，利用matlab仿真得