岸-舰双基地地波超视距雷达

第1章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 高频地波超视距雷达发展概况 1 1.3 超视距雷达的电波传播方式 8 1.3.1 地(海)面绕射波传播 9 1.3.2 天波返回散射波传播 9 1.3.3 大气波导波传播 10 1.4 高频地波超视距雷达的技术特点 10 1.4.1 技术特性 10 1.4.2 高频地波雷达技术存在的问题及解决方案 12 1.5 高频地波超视距雷达的优势及应用 14 1.5.1 高频地波超视距雷达的主要优势 14 1.5.2 高频地波超视距雷达的应用领域 14 1.6 双基地高频地波超视距雷达概述 16 1.6.1 双基地高频地波超视距雷达简介 16 1.6.2 双/单基地高频地波超视距雷达的对比 18 本章参考文献 19 第2章 高频地波雷达的性能计算 21 2.1 引言 21 2.2 超视距雷达的目标散射特性 21 2.2.1 RCS的定义 21 2.2.2 目标RCS特性与波长关系 23 2.2.3 目标RCS预估方法 24 2.2.4 典型目标RCS的仿真计算 29 2.3 高频地波雷达的电波传播特性 31 2.3.1 地球表面特性 31 2.3.2 地波传播时场的结构 33 2.3.3 地波传播特性 35 2.3.4 地波场强的计算 36 2.4 高频地波雷达的威力计算 40 2.4.1 单基地地波雷达威力 40 2.4.2 双基地地波雷达威力 41 2.5 双基地高频地波雷达的定位性能 44 2.5.1 双基地雷达的几何关系 45 2.5.2 双基地雷达定位方法 46 2.5.3 定位精度分析 47 2.5.4 提高定位精度的方法 58 2.5.5 几种定位方法的性能仿真与分析 61 本章小结 67 本章参考文献 67 第3章 高频雷达的信号波形及其脉冲压缩 70 3.1 引言 70 3.2 调频连续波信号及其距离变换处理 71 3.3 调频中断连续波信号及其距离变换处理 73 3.3.1 FMICW信号模型 73 3.3.2 FMICW信号的距离-多普勒处理 74 3.3.3 FMICW信号的参数选取 75 3.3.4 计算机仿真 76 3.4 相位编码信号的脉冲压缩处理 77 3.4.1 二相编码信号 77 3.4.2 互补码信号 81 3.4.3 基于分段匹配的互补码分段脉压处理 89 3.4.4 基于CLEAN思想的分段脉压处理 92 3.5 稀疏谱调频连续波信号及其距离变换处理 94 3.5.1 稀疏谱调频连续波雷达信号模型 94 3.5.2 稀疏谱调频连续波信号的距离变换处理 96 3.5.3 设计实例 99 3.6 地波MIMO/MISO雷达的发射信号 100 3.6.1 多载频LFMICW信号 100 3.6.2 多载频LFMICW信号处理 101 3.6.3 参数选取 104 3.6.4 计算机仿真 104 本章小结 110 本章参考文献 111 第4章 岸-舰双基地地波雷达信号处理 112 4.1 引言 112 4.2 信号处理分系统组成 112 4.3 信道化接收技术 116 4.3.1 信道化接收的基本原理 116 4.3.2 低通滤波器组信道化接收技术 120 4.3.3 多相滤波器组信道化接收技术 121 4.3.4 信道化接收的计算机仿真 124 4.3.5 运算量分析 126 4.4 直达波抑制方法 126 4.4.1 直达波功率计算 126 4.4.2 时域直达波抑制方法 127 4.4.3 距离-方位域直达波抑制方法 128 4.4.4 多普勒域直达波抑制方法 129 4.4.5 直达波抑制方法性能分析 130 4.4.6 计算机仿真及实测数据结果 131 4.5 距离-方位耦合及解耦方法 137 4.5.1 距离误差对发射波束综合测角影响分析 137 4.5.2 采用顺序载频时的距离-方位耦合分析 138 4.5.3 距离-方位解耦 141 4.5.4 距离-方位二维超分辨处理 142 4.5.5 仿真与分析 142 本章小结 146 本章参考文献 147 附录 147 第5章 岸-舰双基地地波雷达系统同步与通道校准技术 150 5.1 引言 150 5.2 时间与频率同步 151 5.2.1 时间同步 151 5.2.2 频率同步 156 5.3 发射阵列的幅相校准 157 5.3.1 理想信号模型 158 5.3.2 误差信号模型 158 5.3.3 发射通道误差估计 160 5.4 计算机仿真与实测数据处理 164 5.4.1 时间频率同步仿真及实测数据结果 164 5.4.2 发射阵校准仿真 166 本章小结 169 本章参考文献 170 第6章 地波雷达海杂波特性及其抑制方法 171 6.1 引言 171 6.2 高频地波雷达海杂波产生机理 171 6.2.1 Bragg谐振散射 171 6.2.2 单基地高频地波雷达海杂波 172 6.2.3 双基地高频地波雷达海杂波 174 6.3 高频地波雷达海杂波统计模型及空时特性 176 6.3.1 高频地波雷达海杂波统计模型 176 6.3.2 单基地高频地波雷达海杂波空时特性 181 6.3.3 双基地高频地波雷达海杂波空时特性 182 6.4 空时域海杂波抑制方法 184 6.4.1 空-时级联处理 185 6.4.2 时-空级联处理 190 6.5 图像域海杂波抑制方法 194 6.5.1 海杂波的图像域抑制流程 194 6.5.2 图像分割 196 6.5.3 形态学滤波 200 6.5.4 海杂波抑制的计算机仿真 203 本章小结 207 本章参考文献 207 第7章 地波雷达的电离层杂波及其抑制方法 209 7.1 引言 209 7.2 电离层杂波的产生机理 209 7.2.1 电离层结构 209 7.2.2 电离层杂波的形成 211 7.2.3 电离层杂波的分类 212 7.3 高频地波雷达电离层杂波特性 213 7.3.1 电离层杂波传输特性 214 7.3.2 电离层杂波时域及距离域特性 216 7.3.3 电离层杂波空域特性 218 7.3.4 电离层杂波多普勒特性 224 7.4 基于特征子空间的电离层杂波抑制方法 225 7.4.1 “快时域”方法 226 7.4.2 “慢时域”方法 227 7.4.3 仿真实验结果 227 7.5 基于大型发射阵列的电离层杂波抑制方法 229 本章小结 233 本章参考文献 233 第8章 地波雷达的射频干扰及其抑制方法 235 8.1 引言 235 8.2 地波雷达射频干扰及其主要特征 235 8.2.1 射频干扰模型 235 8.2.2 射频干扰特性分析 236 8.2.3 射频干扰仿真与实测数据处理 239 8.3 基于特征子空间的时域及距离域射频干扰抑制法 243 8.3.1 时域方法 244 8.3.2 距离域方法 246 8.3.3 实测数据处理 247 8.4 基于压缩感知的射频干扰时域剔除法 249 8.4.1 传统时域剔除法 249 8.4.2 压缩感知(CS)理论介绍 249 8.4.3 基于压缩感知的时域剔除法 252 8.4.4 速度信息获取 254 8.4.5 距离信息获取 255 8.4.6 仿真实验结果 255 本章小结 258 本章参考文献 258 第9章 岸-舰双基地地波雷达试验系统 260 9.1 引言 260 9.2 岸-舰双基地地波超视距雷达试验系统组成及特点 260 9.2.1 试验系统组成 260 9.2.2 系统特点 261 9.3 高频地波雷达数字频综的设计 262 9.3.1 DDS的基本原理 263 9.3.2 DDS的特点 265 9.3.3 多载频数字频率源的设计与实现 265 9.3.4 高稳定性数字频率源的性能分析 273 9.3.5 高稳定性数字频率源的测试结果 279 9.4 发射天线阵 280 9.5 发射机分系统 282 9.5.1 地波超视距雷达发射机的组成 282 9.5.2 600 W功放模块的设计 283 9.5.3 发射机性能指标测试 287 9.6 接收分系统 289 9.7 试验结果 291 9.7.1 在固定接收站的试验结果 291 9.7.2 在船上接收的试验结果 293 本章小结 296 本章参考文献 296 缩略语对照表 298