窄带高频地波超视距雷达接收机仿真及抗干扰研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕卜学位论文摘要高频地波雷达利用高频垂直极化电磁波能够沿海洋表面绕射传播的机理，实现对海上舰船目标和低空飞机目标的超视距探测，同时又为海态遥感和海洋资源管理、开发等民用事业提供了一种新的有力工具，因此世界各国都投入了大量精力进行高频雷达的研制。但高频雷达工作在频率十分拥挤的短波波段，其生存的电磁环境非常复杂，除了有强大的海杂波背景干扰存在外，还有大气噪声、电台和工业干扰等等，这些因素都要求高频雷达接收机有很好的工作性能。窄带高频地波超视距雷达接收系统由多路接收机组成，每路接收机都采用

2、相同的超外差混频结构，利用多级混频和较高一中频的方案来抑制变频干扰。通过仔细分析单路接收机的组成结构，本文建立了窄带高频地波雷达单路接收机的仿真系统，并详细阐述采用幅相特性畸变法设计模拟滤波器的过程，提出了关于放大器和混频器的仿真方案。接收机线性度是影响其工作性能的主要因素之一。衡量接收机线性度有三种指标:三阶互调、三阶截点和1dB压缩点。本文采用三阶截点作为接收机线性度的衡量标准，详细推导了其与另外两种指标的关系，并由此引出了测量接收机三阶截点的两种方法:等幅双频小信号法和1dB压缩点法。本文采用等

3、幅双频小信号法测量仿真系统的三阶截点.接收机是由多级模块构成的，其整机三阶截点与各级模块三阶截点之间有着密切而确定的联系，推导具有理想频率特性和线性相位的接收机三阶截点的级联公式，此公式揭示了提高接收机三阶截点的有效途径;通过接收机仿真系统测试三阶截点的实验数据，可以得出接收机三阶截点与各级模块三阶截点的关系曲线，由实验数据得出的改善接收机三阶截点的方法与理论分析得到的改善方法一致。对于高频地波超视距雷达而言，其目标的检测是在强大的海杂波背景下进行的，因此从海杂波中将有用的目标信息分离出来是一个关键性

4、的研究内容。本文首先对高频地波雷达的信号体制作了简单介绍，接着对雷达目标回波的距离和速度信息的提取过程进行了详细的分析，建立了高频雷达理想点目标回波信号的数学模型;在此基础上，对海杂波的特性进行研究，主要研究了一阶海杂波的产生机理，结合实测岸基数据给出的海杂波统计特性，建立了接收机输入端海杂波的数学模型;根据以上两种模型，利用接收机仿真系统可实现目标距离和速度信息的提取。哈尔滨工业人学工学硕卜学位论文电台干扰作为高频雷达主要干扰之一，它对雷达的影响是不可忽视的。本文根据窄带高频地波雷达接收机的结构和电

5、台信号形式，分析并推导出电台信号形成千扰的条件和特点，提出采用信号时域截断与二维FFT相结合的信号处理方法，用于目标距离和速度的检测，该方法解决了在强电台干扰下雷达不能正常工作的缺欠。关键词窄带高频雷达接收机;三阶截点;抗电台干扰哈尔滨工业人学工学硕卜学位论文AbstractHighFrequencyGround-waveRadar(HFGWR),utilizingverticalpolarizedelectromagneticwavethatcanfollowsthecurvatureoftheea

6、rthalongtheair-waterinterfacewithlowpropagationlossonhighlyconductiveoceansurface,coulddetectandtracktargetsover-the-horizonsuchasvesselsontheseaoraircraftsatlowaltitude.Incivilprojects,itprovidesanewmethodforremotesensingofseastate,managementanddevelop

7、mentofoceanicresource.ThereforemanycountriesdevotedmuchenergytodevelopandstudyHFGWR.However,HFGWRoperatesatshort-wavebandwherespectrumiscrowdedandelectromagneticenvironmentisverycomplex.Besidesstrongseaclutter,thereareatmospherenoise,radioandindustriali

8、nterferences.ThusHFGWRreceiverneedshighperformance.Narrow-bandHFGWRreceivingsystemconsistsofmultiplereceiverchannelswiththesamesuperheterodyneconfiguration.Toeliminateandsuppressthefrequency-changingdisturbances,thereceivingsyste