高频雷达

摘要： 在拥挤频谱环境中,雷达系统在多个非连续频段发射信号并在接收端进行综合相干处理,是一种获得等效大带宽的方式.本文专门就非连续谱调频连续波(discontinuous spectrum-frequency modulated continuous wave,DS-FMCW)及其在高频雷达中的应用展开研究.首先提出采样点平移方法,建立DS-FMCW快时间维的非均匀采样序列谱估计模型;随后,进一步建立DS-FMCW距离-多普勒二维谱估计模型,提出解决距离徙动的方案;最后为解决距离高旁瓣问题,基于一种适用于单次快拍的迭代式稀疏重构算法提出DS-FMCW的距离与距离-多普勒谱估计方法,并提出相应的快速谱求解方法.仿真试验表明:所提DS-FMCW距离-多普勒处理方案能有效补偿距离徙动;当频带利用率大于20%时,所提谱估计方法能够稳定地分辨距离维间隔为雷达固有距离分辨率的1/3的两个目标,且距离估计精度优于经典最小二乘算法以及正交匹配追踪算法;所提快速算法单次迭代运算量低,适用于实时系统.

摘要： 为量化评估铁路碎石道床状态,采用高频雷达测试系统分别采集有砟轨道线路洁净道床和脏污道床数据并分析其雷达信号时频特性,基于雷达原始信号设计频谱域积分面积、扫描区域面积、时间轴交叉数、时域拐点数和希尔伯特变换后幅值包络5个道床状态表征指标,并进行指标有效性及敏感性分析。结果表明:高频雷达测试碎石道床枕底探测厚度达55 cm,满足道床检测需求;相对洁净道床,脏污道床5个指标均存在变大现象,5个指标均可有效表征道床状态;希尔伯特变换后幅值包络计算效率为140 s·km^(-1),其他指标计算效率为5 s·km^(-1);在路基段及隧道段希尔伯特变换后幅值包络最为敏感,其次是扫描区域面积;在桥梁段时间轴交叉数最为敏感,其次是扫描区域面积;扫描区域面积能够适应路基、桥梁、隧道等不同的线下结构类型,综合敏感性较高。

摘要： 针对传统合成带宽高频雷达存在相参时间长,传统处理算法二维分辨能力弱等问题,提出一种基于矩阵化原子范数的多周期脉冲内随机稀疏步进频率信号距离-多普勒二维估计方法.通过在每个脉冲重复时间内连续发射一串由多个载频步进子脉冲组成的脉冲序列来减少相参处理周期.构造矩阵形式的连续原子集合,将距离-多普勒二维估计转化为矩阵形式的原子范数最小化模型,并基于半正定规划问题进行快速求解.所提方法有效降低了运算量且实现了网格失配目标的二维高分辨.理论分析与仿真实验验证了所提方法的有效性.

摘要： 煤岩层位的识别与追踪是煤炭智能化开采的重要难题,常规的煤岩层位探测方法存在精度低、实时性差等问题,提出一种基于高频空气耦合雷达的煤岩层位识别与追踪方法,相比于传统方法,本方法可实现非接触式探测,并且能实时进行层位的追踪与识别。首先通过正演模拟分析了天线悬空耦合条件下高频雷达波在“空气-煤-岩”层位的回波反射特征,提出了“空气-煤”和“煤-岩”层的定位方法;其次对不同煤层厚度条件下的界面探测精度和误差进行分析,提出了“煤-岩”层精确定位方法,并建立了种子层位点的位置关系模型;针对雷达天线悬空高度受煤层起伏变化的影响,研究推导出煤岩层位动态探测过程中煤层厚度的解算算法;再次,根据“煤-岩”层位种子点,提出以三级“窗口算子”为核心的煤岩层位追踪算法,实现了煤岩层位的快速追踪,提高了系统稳定性;最后开展了物理模型试验和现场探测试验,结果表明:物理模型探测中平均误差为±0.12 cm,平均误差百分比为2.18%,矿井工作面探测平均误差值为±0.71 cm,平均误差百分比为3.53%;基于1.2 GHz高频空气耦合雷达可在悬空条件下实时动态获取到1 m范围内煤岩层位信息,动态探测精度达到厘米级,研究成果为煤矿智能化开采以及透明地质模型的动态更新提供技术支撑。

摘要： 阻抗匹配电路的设计是射频实验教学中重要的组成部分。以高频地波雷达接收机中匹配电路的设计为原型,设计了一个阻抗匹配的教学实验。该实验要求学生根据项目实际应用需求,针对雷达接收机中具体匹配要求,以ADS仿真软件为设计平台,来完成接收机中滤波器与放大器间的匹配电路的设计。该实验项目将理论分析、电磁仿真与工程应用紧密结合,增强学生对阻抗匹配的原理及其在工程中的具体应用的理解,同时增强学生解决实际工程问题的能力。

摘要： 电离层等离子体不规则结构通常会影响星地卫星的通信、导航及定位等,因此研究不规则体的结构特征和演化过程具有非常重要的科学意义和应用价值。中尺度电离层行进式扰动(MSTID)是一种常发于F层的电离层扰动,其演化过程十分复杂。本文利用伊春和兴隆台站全天空气辉成像仪、Swarm卫星、佳木斯高频雷达以及漠河和十三陵台站数字测高仪观测数据,对2018年10月17日夜间出现在中国东北区域上空的MSTID事件进行分析。该MSTID事件传播时间较长,在气辉观测中持续时间超过4 h(12:02-16:23 UT),其波长范围为176.3~322.5 km,波速范围为67.0~154.1 m·s^(–1)。研究结果显示,该MSTID可能产生于较高的纬度,自东北向西南往中纬传播,依次经过伊春和兴隆台站的气辉观测区域。

摘要： 高频雷达工作于探海模式时,慢速舰船的多普勒频率和海杂波一阶Bragg峰相近,使得从强大的海杂波背景中检测出慢速舰船目标变得十分困难.为了减小非稳定电离层对探测回波的影响,常常在短相干积累时间(Coherent Integration Time,CIT)条件下进行探测工作,导致数据量减小,进一步增加了慢速目标的检测难度.分析了在短CIT下采用高分辨率谱估计方法检测慢速目标的必要性,针对常规最小均方无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)谱估计法由于遍历搜索导致计算量大的问题,提出了一种优化MVDR法检测慢速目标.该方法采用最速下降原理寻找谱峰,避免了对小频率网格的遍历,搜索性能大大改善.实验仿真表明,优化MVDR法的谱峰估计准确度高于常规方法,且计算量明显降低,更适合实际工程使用.

摘要： 0引言高频雷达可以利用无线电波的电离层折射,能够在广大海域内对船舶进行超视距探测。海杂波的多普勒频谱由一阶布拉格线和二阶连续谱组成。通常,船舶产生的多普勒频移很小,与海杂波的多普勒频移大小相同。因此,虽然双波段操作可以提高船舶的可探测性,但仅依靠速度区分船舶线和海杂波线并不容易。各种各样的电离层干扰源通常会引入多普勒频谱的模糊效应(smearing effect)来进一步地增加探测难度。有些情况下,这些负面效应可以通过使用恰当的信号处理方法来进行纠正。

摘要： 提出了一种利用高频海洋监视雷达(HFOSR)检测具有连续谱的时间相关海杂波中缓慢微弱目标回波的新方案。在海洋监视雷达中,常规多普勒处理的船舶CFAR探测通常会受到连续高阶海杂波的抑制。传统的子空间方法可以提高检测能力,但在相关海杂波的存在下,其性能急剧下降。本文提出了一种自适应海杂波滤波方法,提高了子空间检测方法的阈值和精度,仿真和实际船舶目标验证了该方法的有效性。

摘要： 高频超视距(HF-OTH)雷达利用电离层折射来探测数千公里范围内的目标。对大面积区域的及时监视要求驻留时间(相参积累时间)相对较短,小于10s。虽然多普勒傅里叶变换中,得到的分辨率结果足以检測快速目标(如飞机),但对于像舰船这样的慢速目标,则需要积累时间长达12-30s,以便从强大得多的海洋杂波中区分出舰船的峰值。通过将一阶杂波建模为正弦信号,并减去它,我们能够在3s的驻留时间内令舰船显现出来,否则就会被掩盖在向主瓣扩散的杂波之下。该技术应用于美国海军的可重定位超视距雷达(ROTHR)的数据。这种方法是超分辨率技术的替代方法,有时可能更为可靠。

摘要： 高频雷达测流系统(RiverSondeTM)是美国CODAR海洋传感器公司生产的一种与河流无直接接触的河流监测系统,目前是世界上最为先进的自动收集、处理并储存河面数据的测流系统之一.通过对该系统的引进、安装调试、技术创新及系数率定等多方面研究,解决目前高洪流量测验中渡河困难、自动化监测水平低等诸多问题,为提高洪水测报的精度和时效性提供保障.

摘要： 天波雷达工作在高频段，其工作带宽常常受到电离层特性和人工信号干扰的限制，工程信号带宽一般为十几千赫兹。本文利用MIMO原理，研究发射一组正交多载波调制的带宽为十几千赫兹LFM信号照射目标，在接收端匹配滤波复合这一组信号成宽带信号，增大雷达系统信号带宽。在不考虑高频雷达多模多径情况下，理论分析表明，采用发射N个正交多载波调制LFM信号在接收端合成宽带信号后，接收合成信号带宽可以提高N倍。仿真结果验证了理论分析的正确性。

摘要： 高频超视距雷达可以通过提高发射信号的带宽来提高距离的分辨率，但这会影响雷达对于目标速度的观测精度。具体的表现是在雷达接收的Doppler谱上一阶回波的宽度随着发射带宽的增加而增加。当高频雷达应用于提取海面状态参数时，上述变化将会影响海流速率的观测精度;当高频雷达应用于发现和跟踪海面目标时，较宽的一阶回波和较强的功率谱会对目标信号产生遮盖或干扰，从而降低雷达的工作能力。本文基于全新的归一化函数法，采用Walsh的截面图模型生成高频雷达接收信号，使用统计学方法揭示雷达接收信号的随机扰动机理。其成果将有助于开发和完善雷达信号分析算法，在收集和分析海面参数、捕捉海面移动物体的位置和速度参数等方面获得更高的精确度，并对可能的误差给予清晰地界定。

摘要： 本文介绍了一致性几何绕射法在特高压输电线路对高频雷达的电磁散射问题中的应用,并以特高压单双回路并行这种方式为例,计算了这种情况下对邻近高频雷达的无源干扰大小,得到了一些有用的结论.

摘要： 高频雷达工作在短波波段(3-30MHz),此频段内存在大量电台干扰信号,严重影响雷达的目标检测性能。电台干扰主要是指高频段内各种短波通讯信号和广播电台信号,本文中根据载波调制方式的不同,对各种主要电台干扰进行分析和研究,并重点对其频谱特性进行了推导和仿真,再通过雷达实录数据的处理结果进行了验证,最后根据电台干扰的频谱特性提出两种基本的电台干扰抑制思路。本文的分析结论对于今后有效抑制电台干扰具有重要意义。

摘要： 为了实现翻车机的全自动给料,提高给料效率,需要对翻车机漏斗的料位进行连续检测.本文分别介绍了超声波料位检测、称重式料位检测、γ射线料位检测、缆雷达料位检测等系统的原理和优缺点,并在此基础上提出了一种高频雷达料位检测系统,采用高频雷达采集连续的煤炭料位,设计了自动清扫装置,解决了雷达料位计积尘问题,实现了煤炭料位的连续、稳定测量.

摘要： 在环境条件极其恶劣的炼焦厂,现代自动化和仪表技术方案的应用遇到了各种困难.这些问题包括高温、焦炭溢出、焦炭灰以及基础和土建质量等等,对系统的维护和自动化方案运行的可靠性都提出了很高的要求.本文分析了在恶劣的炼焦厂环境条件下确保重型焦炉车辆精确对位所要解决的问题，讨论了无支架和免维护的雷达型对位方案。雷达型方案的优点包括:减少焦炉停产时间(增加焦炭产量);提高焦炉运行效率;减少维护需求;改善操作安全性;以及系统集成方面的许多优点。本文介绍了西门子冶金技术公司炼焦技术中心和一家炼焦样板厂的最新联合研发成果。该客户拥有一座已建成25年的72孔顶装焦炉。在研发项目期间，该焦炉组的所有车辆上都安装了雷达型冗余测量系统和西门子智能型SIMETAL Coke Radar应用软件。结果表明，平均对位精度达到士1.2mm，最大偏差为土Smm。另外，样板厂项目代表还确认，在炼焦厂环境下，雷达型系统适合于用作对位和连续运行的首选工具。

摘要： 高频超视距雷达复杂电磁干扰、非平稳电离层调制和强杂波环境下的信息处理面临巨大的挑战，常规处理方式下雷达探测性能下降。本文将知识辅助技术(KB，Knowledge-Based)引入超视距雷达信息处理流程，基于雷达探测区域的地理先验信息、雷达回波杂波分布信息以及其它场景信息构成实时更新的动态知识库，用于辅助雷达自动优化处理算法和参数，实现雷达信息处理与工作环境的最佳匹配。高频超视距雷达数据分析验证了KB处理技术的有效性和工程实用性。

摘要： HF雷达探测火星表层沉积岩分层结构的物理特性对于火星研究有着重要意义.本文提出用粗糙表面与平行分层模型描述火星极区表面岩层结构,建立了火星表面与分层结构的雷达探测仪距离回波的数值模拟,发展了从雷达距离回波反演各层厚度与其介电常数的方法.以火星南极Promethei Lingula区域为例,利用SHARAD雷达回波数据反演得到了极区多层结构厚度与介电常数分布.分层反演结果与可见光图像Chasma Australe断崖上裸露的分层结构进行了对比比较.反演结果表明Promethei Lingula区域表面层介电常数较大,至深度300m处冰含量均较低,而深度300m以下区域杂质少,可能接近于纯净的水冰.

摘要： HF雷达探测火星表层沉积岩分层结构的物理特性对于火星研究有着重要意义.本文提出用粗糙表面与平行分层模型描述火星极区表面岩层结构,建立了火星表面与分层结构的雷达探测仪距离回波的数值模拟,发展了从雷达距离回波反演各层厚度与其介电常数的方法.以火星南极Promethei Lingula区域为例,利用SHARAD雷达回波数据反演得到了极区多层结构厚度与介电常数分布.分层反演结果与可见光图像Chasma Australe断崖上裸露的分层结构进行了对比比较.反演结果表明Promethei Lingula区域表面层介电常数较大,至深度300m处冰含量均较低,而深度300m以下区域杂质少,可能接近于纯净的水冰.

摘要： 本发明涉及小型且以低电压工作的电介质波导设备。第1以及第2电极埋设于电介质部，且被形成为比与电介质部所包含的第1电介质部所传播的电磁波的频率对应的趋肤深度薄。由此，即使接触第1电介质部来设置第1以及第2电极，由于传播的电磁波可以透过第1以及第2电极，所以可以不截止地传播电磁波，不会对波导模式带来影响。另外，在抑制埋设第1以及第2电极所引起的传送损失的状态下，可以由第1以及第2电极在第1电介质部施加电场强度大的电场，可以实现小型且能以低电压工作的电介质波导设备。

摘要： 本发明涉及一种用于填充物位雷达的波导耦合结构，波导耦合结构具有波导和高频芯片，高频芯片至少部分地突出到波导中并且具有用于将传输信号耦合到波导中的耦合元件。

摘要： 本发明涉及小型且以低电压工作的电介质波导设备。第1以及第2电极埋设于电介质部，且被形成为比与电介质部所包含的第1电介质部所传播的电磁波的频率对应的表皮厚度薄。由此，即使接触第1电介质部来设置第1以及第2电极，由于传播的电磁波可以透过第1以及第2电极，所以可以不截止地传播电磁波，不会对波导模式带来影响。另外，在抑制埋设第1以及第2电极所引起的传送损失的状态下，可以由第1以及第2电极在第1电介质部施加电场强度大的电场，可以实现小型且能以低电压工作的电介质波导设备。

摘要： 本发明属于阵列天线技术领域，提供了便携式高频地波雷达阵列、雷达系统性能分析方法及雷达。高频地波雷达阵列的阵元是圆柱状的磁天线，且磁天线内部含有三个磁性天线体组件；高频地波雷达阵列是由多个阵元组成的均匀线阵，且阵列平面的法线与海面垂直。系统性能分析方法包括从目标探测性能和目标估计性能两个方面来分析雷达系统的目标检测性能；目标探测性能的优劣采用磁天线的有效高度来衡量；目标估计性能的优劣采用MUSIC算法的均方根误差以及角度分辨力来衡量。本发明有利于缩小天线体积、降低布阵成本，提高雷达系统的灵活性以及在电子对抗中的生存能力；对于雷达系统来说，能够在仅轻微损失目标估计性能的同时获得更好的目标探测性能。

摘要： 本发明的目的在于提供可以抑制无用的频率成分的信号传输、并且能够简单地调整其所抑制的频带的高频传输线路。本发明的高频传输线路是多个导体层与绝缘层层叠而构成的，并且具备：信号过孔，其沿导体层及绝缘层的层叠方向延伸，将导体层彼此电连接；输入线路，其配置于一个导体层中，向信号过孔输入电信号；信号线路，其配置于另一个导体层中，介由信号过孔与输入线路连接；接地层，其配置于导体层中的任意层，与信号过孔间隔开，并与基准电位连接；导体臂部，其配置在信号过孔与接地层之间的间隔区域内；和导体连接部，其配置在间隔区域内，且将导体臂部与接地层连接，导体臂部及导体连接部以对电信号中的规定频率的电信号进行抑制的方式构成。

摘要： 公开了一种车辆、用于车辆的雷达系统和检测对象的参数的方法。雷达系统包括基础雷达和变频器。基础雷达生成第一频率范围内的第一频率源信号，并接收第一频率范围内的第一频率反射信号。基础雷达被配置成从第一频率反射信号确定对象的参数。变频器被配置成将第一频率源信号转换成第二频率范围内的第二频率源信号，并将第二频率范围内的第二频率反射信号转换成第一频率反射信号。

摘要： 本实用新型提供了一种用于物位测量的高频模块及应用该高频模块的雷达物位计。高频模块包括：发射装置，导波装置和PCB板，其中，发射装置包括：辐射元件和非导电盖体，该辐射元件和非导电盖体设置在PCB板的同侧，并且非导电盖体与PCB板限定形成辐射腔，使得辐射元件置于该辐射腔之内，其中，导波装置与发射装置安装在PCB板的同侧，并且形成与辐射元件对应的导波通路，非导电盖体覆盖辐射元件的盖体部分与导波装置的形成导波通路的部分的底缘相接，且具有实现两者的相互定位和/或安装的配合结构，盖体部分的高度被设置使得该辐射元件的辐射面到导波通路的起点之间的距离小于辐射元件所发射电磁波的波长。该高频模块不会发生密封件所带来的不必要反射。

摘要： 本实用新型提供了一种用于物位测量的高频模块及应用该高频模块的雷达物位计。高频模块包括：发射装置，导波装置和PCB板，其中，发射装置包括：辐射元件和非导电盖体，该辐射元件和非导电盖体设置在PCB板的同侧，并且非导电盖体与PCB板限定形成辐射腔，使得辐射元件置于该辐射腔之内，其中，导波装置与发射装置安装在PCB板的同侧，并且形成与辐射元件对应的导波通路，非导电盖体覆盖辐射元件的盖体部分与导波装置的形成导波通路的部分的底缘相接，且盖体部分的高度被设置使得该辐射元件的辐射面到导波通路的起点之间的距离小于辐射元件所发射电磁波的波长。该高频模块通过非导电模块盖对辐射元件进行密封，不会发生密封件所带来的不必要反射。

摘要： 本发明公开了一种高频雷达组件的雷达液位计，包括导波雷达模块、法兰盘和天线；法兰盘设于导波雷达模块的底部，天线设于法兰盘的底面；天线包括分别与导波雷达模块连接的发射天线和若干接收天线，发射天线设于法兰盘的中心处，若干接收天线绕发射天线设置；接收天线呈半圆形，贴法兰盘底面；发射天线置于法兰盘内，发射端设有透出法兰盘底面的喇叭型导波管。其通过天线与法兰盘一体设置，缩减了天线的体积，避免了现有喇叭形和杆条型天线的深入测试时存在测量盲区；本发明基于现有的雷达液位计的构成，通过重新布局天线，简化了结构，便于安装、储运，通过多个呈正方形布置的接收天线，提高了测量的精度，具有很强的实用性和广泛的适用性。

摘要： 本实用新型公开了一种应用高频雷达组件的雷达物液位计，其特征在于：包括外壳、高频雷达组件、转接头、法兰及天线，高频雷达组件固定安装与外壳内部，外壳下表面通过转接头与天线相连，转接头外侧固定设置有法兰；其中，高频雷达组件包括壳体、管壳、透波盖、壳盖、脉冲发生器、PCB板及导波管，壳体与壳盖相连，壳体一端设置有管壳，管壳为柱形空心管结构，管壳远离连接壳体一端设置有透波盖，壳体内部固定按安装有脉冲发生器及PCB板，脉冲发生器与PCB板相连，管壳内部固定设置有导波管，导波管与脉冲发生器相连，该实用新型结构合理，密封性能较传统密封性能大大提升，降低高频雷达组件发生故障的概率。