双基高频地波雷达最佳工作频率协同控制研究

摘要

高频地波超视距雷达(HFSWR)利用垂直极化的电磁波沿着海面绕射的原理,可以探测到视距以外的超视距目标。T/R-R型双基地高频地波雷达是由收发共址的T/R站和被动接收雷达R站(移动站)组成的复合式雷达系统,这种体制的雷达系统具有单基地雷达无法比拟的优点,例如隐蔽性好、抗干扰能力强等等,因而在电子战愈演愈烈的今天,双基地雷达越来越成为各个国家重点研究的项目之一。但是T/R站和R站的位置相距较远,导致其工作环境有较大差异,而传统的选频方法很难使双基地雷达同时工作在最佳状态,严重影响雷达的探测性能及对目标的定位精度。因此,为优化双基地高频地波雷达布站和实现双基地最优工作频率选择,本文主要研究内容如下:
　　(1)双基地高频地波雷达布站优化。首先从信噪比入手,分析并计算移动站在不同位置的信噪比;其次分析移动站在不同位置的目标定位精度。综合考虑这两方面的因素,选取移动站的最佳位置,使其不仅能提高固定站对目标的信噪比,还能扩大该复合式雷达系统对目标的探测范围。
　　(2)双基地高频地波雷达的最佳工作频率选取。本文采用基于卡尔曼滤波的加权数据融合算法对实际录取的双站外部电磁频谱信息综合处理,得到其最优工作频率。以双站接收的外部电磁频谱信息作为卡尔曼滤波融合算法的量测信息,将由此得出的各双站的估计信息通过最优加权方法进行融合;最后利用基于平均功率最小的选频准则确定寂静工作信道,并根据目标最大信噪比准则确定效果最好的工作频率区间。
　　(3)双基地高频地波雷达最优频谱预测。为提高高频地波雷达适应外界电磁环境的能力,确保最优寂静工作频率的可靠性,本文根据当前和过往批次的频谱信息,利用指数平滑方法、线性预测方法等预测下一时刻的频谱信息,从而使预测频谱与下一批次的真实电磁环境频谱更加接近。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 双基地雷达优化布站的研究现状

1.4 数据融合发展现状

1.5 国内外选频综述

1.6 课题的来源及研究的主要内容

第2章 高频地波雷达数据预处理

2.1 引言

2.2 FMICW信号速度距离信息提取

2.3 频谱预测

2.4 本章小结

第3章 双基地高频地波雷达优化布站

3.1 引言

3.2 SNR分析

3.3 定位精度分析

3.4 粒子群优化算法

3.5 T/R-R雷达优化布站仿真

3.6 T/R-R-R三基地雷达优化布站

3.7 本章小结

第4章 数据融合

4.1 引言

4.2 数据融合概念及相关算法

4.3 基于卡尔曼加权数据融合算法

4.4 仿真结果

4.5 本章小结

第5章 选频及效果评估

5.1 引言

5.2 高频地波雷达的电磁环境

5.3 早期的选频方法

5.4 改进的选频方法及仿真结果

5.5 效果评估

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢