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天波超视距雷达探测的海杂波谱模拟研究

作　者: 郭延波
导　师: 焦培南；凡俊梅
学　校: 中国电波传播研究所
专　业: 无线电物理
关键词: 海杂波天波超视距雷达射线追踪电离层污染
分类号: P714
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 289次
引　用: 3次
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内容摘要

天波超视距雷达工作在短波波段，通过电离层的折射，可探测到常规雷达无法探测到的地平线以下的超远距离目标。用天波超视距雷达探测海洋，分析海洋回波Doppler谱，可检测海上目标并获得海态信息。本文研究的重点是海杂波的模拟，电离层对海杂波谱的影响以及解电离层污染等问题，主要包含以下几方面：1)利用Barrick导出的散射强度公式模拟了海洋回波谱，总结了海杂波的分布特点以及和海态参数的关系。依据T．M．Georges有关时间和空间分辨率对海杂波的影响的理论，制作了相应的海杂波仿真软件。2)利用射线追踪公式，并结合CCIR-340报告中所述F2层临频和M(3000)F2时空分布长期值来计算雷达电波通过不同电离层状态所产生的频移。3)探讨了电离层污染校正问题和海杂波环境中舰船检测问题。首先用频率捷变技术来提高海杂波环境中舰船检测的能力，然后对扩展Prony算法和Wigner-Ville分布在电离层污染的校正和海杂波环境中舰船检测中的应用作了分析。最后，对全文作了总结并指出进一步需要研究的内容。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
引言  6-10
  1 国内外研究现状  6-7
  2 超视距雷达探测海洋回波  7-9
  3 本文内容安排  9-10
第一章高频雷达海洋回波谱模拟  10-23
  1.1 简单描述高频雷达海洋回波一阶及高阶(主要是二阶)谱形成机理  10-12
    1.1.1 一阶谱形成原理  10-11
    1.1.2 二阶谱形成原因  11-12
  1.2 高频海洋回波DOPPLER谱的数值模拟  12-20
    1.2.1 一阶雷达散射截面方程  12-13
    1.2.2 二阶雷达截面方程  13-14
    1.2.3 海洋回波谱的数值模拟  14-15
    1.2.4 模拟结果  15-20
  1.3 电离层对海洋回波谱的影响  20-23
第二章 DOPPLER频移预测  23-42
  2.1 电离层DOPPLER频移产生机制简要描述  23
  2.2 数字射线追踪  23-37
    2.2.1 球坐标系中射线分量方程  24-25
    2.2.2 电离层参数X的一阶偏导数  25-37
  2.3 预测结果  37-40
    2.3.1 F2层预测结果:  37-39
    2.3.2 E层的预测  39-40
  2.4 结论  40-42
第三章天波超视距雷达有关海杂波的信号处理  42-65
  3.1 概述  42-43
  3.2 用双频操作技术来提高舰船检测能力  43-49
    3.2.1 高频散射的物理特性  44-45
    3.2.2 杂波谱模型  45
    3.2.3 双频操作雷达工作频率的选择  45-46
    3.2.4 结果  46-49
    3.2.5 结论  49
  3.3 相位污染校正算法简介  49-57
    3.3.1 扩展Prony算法  50-55
    3.3.2 用Wigner-Ville分布估计信号瞬时频率  55-57
  3.4 电离层污染校正和舰船检测  57-65
    3.4.1 电离层污染校正  57-61
      3.4.1.1 基于扩展Prony算法的电离层污染校正  59-60
      3.4.1.2 基于Wigner-Ville的电离层污染校正  60-61
    3.4.2 舰船检测  61-64
    3.4.3 结论  64-65
第四章总结  65-67
参考文献  67-72
攻读硕士期间发表的论文  72-73
致谢  73

天波超视距雷达探测的海杂波谱模拟研究

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