双基高频地波雷达飞行目标rcs融合估计研究

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1、硕士学位论文双基高频地波雷达飞行目标RCS融合估计研究RESEARCHONFLYINGTARGETRCSFUSIONESTIMATIONOFBISTATICHFSWR徐欢哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TN958.93学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文双基高频地波雷达飞行目标RCS融合估计研究硕士研究生：徐欢导师：于长军申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN958.93U.D.C:621.3Dissertation

2、fortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONFLYINGTARGETRCSFUSIONESTIMATIONOFBISTATICHFSWRCandidate：XuHuanSupervisor：YuChangjunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofInformationandElectricalTechnologyDateofDefence：June,20

3、15Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要高频地波雷达(HFSWR)工作在3~30MHz的高频波段，该波段所处的电磁环境十分复杂，存在很多外部干扰，雷电干扰作为一种典型的冲击干扰，尤其是在雷电多发的夏季海边，会对雷达的探测性能产生严重影响。雷达截面积(RCS)是一个描述雷达对目标电磁散射能力的物理量，与雷达目标的回波强度有着直接的关系。本文首先介绍了课题的研究背景、研究现状以及意义，然后介绍了高频段RCS估计一些理论基础，如FMICW信号、高频地波雷达方程、高频段地波传

4、播衰减模型以及雷电干扰特性。其次结合高频段飞行目标RCS特性分析，引出本研究中影响RCS估计的两个参量：频率、目标姿态角。针对两个不同的参量，提出两种不同的估计方法，并用仿真分析证明其有效性。然后针对高频地波雷达采用垂直极化波构成仰角窄波束难而无法探测高度信息的问题，根据高频段地波传播衰减在高空区域和低空区域的不同特点，提出双基地雷达在高空区域和低空区域不同的高度/RCS估计模型。在高空区域，高度的变化对地波传播衰减的影响较小，因此结合T/R-R型双基地雷达探测的目标斜距，构成高空域的高度/RCS估计模型，并结合双基地雷达的定位精度，在三个观测量组成的四组观测向量中选取三组误差

5、较小的组合，并上T/R站和R站得到的回波强度作为观测向量进行扩展的卡尔曼滤波(EKF)估计，将得到的结果用加权融合算法进行融合，以此得到目标的RCS估计值和高度信息。在低空区域，传播衰减对高度的变化敏感，将感兴趣的高度进行高度子空间划分，在每个子空间内可认为传播衰减是一个定值，每个高度子空间分配独立的EKF进行高度/RCS估计，最后再根据目标落在每个子空间的概率进行加权，从而解决多解问题。并针对RCS起伏对高度估计影响的特点，引入AR模型对起伏量建模减少起伏对估计精度的影响。关键词：双基地雷达；RCS融合估计；雷电干扰；扩展的卡尔曼滤波；AR模型-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位

6、论文AbstractHighfrequencysurfacewaveradar(HFSWR)worksinthehighfrequencybandof3~30MHz,whichisacomplexelectromagneticenvironmentandexitslotsofexternalinterference.Asatypicalburstinterference,lightninginterferencefrequentlyoccursinthesummerbythesea,seriouslyaffectsthedetectionperformanceofhighfre

7、quencysurfacewaveradar.Radarcrosssection(RCS)isaphysicaldescriptionoftheabilityofthetargetscatteringtotheradar’selectromagneticwaves,andhasadirectrelationshipwiththeradarecho.Thispaperintroducestheresearchstatus,researchbackgroundandsignificanceoft