分布式多舰载高频地波雷达测角性能研究

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1、硕士学位论文分布式多舰载高频地波雷达测角性能研究STUDYOFANGLEMEASUREMENTPERFORMANCEONDISTRIBUTEDMULTI-SHIPBOARDHFSURFACEWAVERADAR张军星哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN958.93学校代码：10213国际图书分类号：621.396.96密级：公开工程硕士学位论文分布式多舰载高频地波雷达测角性能研究硕士研究生：张军星导师：冀振元副教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2

2、016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN958.93U.D.C:621.396.96DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringSTUDYOFANGLEMEASUREMENTPERFORMANCEONDISTRIBUTEDMULTI-SHIPBOARDHFSURFACEWAVERADARCandidate：ZhangJunxingSupervisor：AssociateProf.JiZhenyuanAcademicDeg

3、reeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要分布式多舰载高频地波雷达是由多个具有

4、一定排列方式的舰载雷达平台构成的一种新体制的对海探测系统，具有机动性高、雷达系统资源配置灵活、测角性能好、相互协作性强等优点。相比其它体制的雷达平台，它的系统更复杂且信号处理的难度也更大，存在诸多关键技术需要解决，尤其是跨平台的相参信号处理，因此本文研究的重点是利用虚拟插值变换对各接收载舰进行阵列重构和信号重构，具体为首先通过阵列重构将各接收子阵映射为虚拟大阵列，然后通过信号重构将各子阵接收数据重构为虚拟数据，最后对虚拟数据利用传统波达方向估计算法进行处理并得到目标的方位估计。虚拟插值变换能够将结构任

5、意或时变的阵列重构为虚拟阵列，重构之后会使得接收数据的信噪比发生衰减，因此虚拟阵列结构的选择需要考虑使得信噪比衰减尽可能小，且对应的虚拟数据易于后续算法处理，通常将中点时刻的物理阵列结构或虚拟均匀线阵做为虚拟阵列的结构。影响虚拟阵列设计的主要因素有插值宽度、虚拟阵列结构等，插值宽度影响着物理阵列到虚拟阵列的插值精确性，虚拟阵列结构影响着信噪比的衰减。通过仿真实验对静止阵列和时变阵列的重构误差进行分析，并利用基于虚拟插值的DOA估计算法进行目标方位分辨，将基于虚拟插值的空间平滑MUSIC算法放弃色噪声的

6、预白化，并通过增加空间平滑子阵数的方法压缩噪声基底以减弱色噪声的影响。对分布式多舰载雷达系统的动态几何关系进行推导，得到了发射载舰、目标和接收载舰的距离和与速度和的关系。研究了分布式多舰载雷达系统的双基地角的变化和载舰运动对一阶海杂波谱展宽的影响，将二阶海杂波和大气噪声作为空间色噪声处理，并用迭代法构建了空间色噪声模型。在动态几何关系的基础上，对目标处于分布式阵列的同一距离多普勒单元时系统需要满足的距离条件和速度条件进行推导。建立不同情形下的分布式多舰载雷达的接收信号模型，并在一阶海杂波和空间色噪声的

7、干扰下，对处于同一距离多普勒单元的目标利用基于虚拟插值的空间平滑MUSIC算法进行方位分辨，并与单子阵分辨的结果做了对比，得出在低信噪比下基于虚拟插值的分布式多舰载雷达具有更好的DOA估计性能。关键词：分布式多舰载高频地波雷达；虚拟插值变换；阵列重构；信号重构；DOA估计-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractDistributedmulti-shipboardHFsurfacewaveradarthatComposedbymultiplecertainarrangementofshipb

8、oardradarplatformisanewsystemofseadetectionsystemandhastheadvantagesofhighmaneuverability,flexibleconfigurationofradarsystemresources,goodangleestimationperformance,mutualcooperation.Comparedtoothersystemofradarplatform,it'smorec