舰载HFSWR运动补偿技术研究

摘要

高频地波雷达(HFSWR: High Frequency Surface Wave Radar)利用高频垂直极化电磁波沿海面绕射效应可实现超视距目标探测及海洋动力过程遥测,具有观测距离远、覆盖面积大、工作全天候等优点。
　　本文主要研究舰载环境下雷达平台的运动模型和受平台运动影响展宽一阶海杂波的空时抑制问题。
　　首先,介绍了一阶海杂波的形成机理,对海杂波的相关特性进行研究,研究了一阶海杂波的仿真理论,采用海面理想点目标回波叠加的模型进行仿真。对在舰载的环境下受平台运动影响而展宽的一阶海杂波谱以及其对海面低速目标检测的影响进行了分析,给出了一阶海杂波展宽幅度的计算公式,对不同运动速度下的海杂波谱进行了仿真。
　　其次,从实际的舰船环境参数出发,利用船舶动力学理论,建立包含偏航、俯仰、摇摆等因素在内的载舰平台六自由度运动模型,提出了周期运动加随机误差的模型来描述舰船的摇摆运动,并基于实际应用需要对模型进行合理简化。具体分析了载舰各种运动对一阶海杂波谱的影响,并进行了仿真。
　　然后,将机载预警雷达应用背景下的空时自适应处理(STAP:Space Time Adaptive Processing)方法扩展到舰载雷达中,对展宽的海杂波进行抑制。讨论了杂波协方差矩阵的估值问题,通过仿真证明,STAP有较好的杂波抑制效果,其自适应处理能力适合于进行六自由度运动的舰载条件下的运动补偿。
　　最后讨论了雷达非正侧面阵的问题,分析了其对运动补偿的影响。对存在阵元误差以及平台速度波动的情况下空时处理的性能进行了分析。分析了系统自由度和杂波空间自由度问题,讨论了不同积累脉冲和阵元数量下系统的性能变换。介绍了常用的降维 STAP方法,并对降维方法的杂波抑制性能进行了分析。

目录

舰载HFSWR运动补偿技术研究

THE MOTION COMPENSATION OF SHIPBORNE HFSWR

摘 要

Abstract

目 录

第 1 章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

1.4文章结构安排

第 2 章 舰载高频地波雷达海杂波特性分析

2.1 海杂波形成机理

2.2一阶海杂波仿真研究

2.3 海杂波展宽机理

2.4 本章小结

第 3 章 舰船运动建模

3.1船体六自由度运动分析

3.2船体运动模型

3.3 载舰运动对雷达影响

3.4 本章小结

第 4 章 一阶海杂波空时处理

4.1 空时自适应处理

4.2空时自适应运动补偿

4.3空时自适应处理性能分析

4.4降维STAP方法研究

4.5 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

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢