高频超视距雷达方位估值精度研究

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1、哈尔滨工业大学T学硕f:学位论文摘要高频超视距雷达作为一种新体制雷达，因具有探测距离远、抗反辐射导弹、反隐身等优点而受到各国军方的重视。然而，高频雷达因其工作波长较长及接收天线口径受实际物理条件所限，致使能够形成的波束较宽。相对于微波雷达而言，提高目标方位估计精度比较困难。在方位估计方法的选择上，天波与地波雷达所存在较大的差异主要是由于接收天线的口径尺寸和接收通道数目上的不同引起的。目前单基地地波超视距雷达的天线口径一般在几十至几百米之间，接收机通道数为4-40个左右;而天波接收阵长一般可达1--3千

2、米，接收通道数少则数十，多则2-3百。这些物理条件上的较大差异，必然导致在工程实际应用}{寸测角方法选择上有所不同。天地波接收天线均属线阵列，但由于接收通道结构设计上的不同，目前较为适用的测角方法有如下三种:自适应双波束聚焦法、等效双通道比相法和等效双通道比幅法.本文以上述三种方法为分析对象，给出测量条件、比较不同方法的优缺点，以及所能获得的估计精度等。为雷达设计者选择适当的测角方法提供参考依据。由于测角方法的物理机制不同，不同方法对设备的需求不同，估计精度也不尽相同。理论推导和实际数据仿真结果均表明

3、，从测角精度和估值稳健性上看，聚焦法最好，比相法次之，比幅法最差:从算法复杂程度上看，比相法最简单，比幅法次之，聚焦法最复杂;从设备需求上看，聚焦法最多，其它二法较少且相当;由此衍生出它们的适用条件上的差异，即聚焦法较适合于接收通道较少的情况(如地波)，比相法与比幅法比较适合于接收通道数较多的情况(如大口径地波或天波)。而三种方法相对一致的结论是:波束宽度越窄、信噪比越高，则角度估值精度也越好。此外，由于比相与比幅法形成等效双通道利用的是部分接收通道，因此还引出了子阵长度与测角精度的关系问题。分析结果

4、表明，在信噪比较低时，应选择较大的子阵长度:信噪比较高时，应选择较小的子阵长度。另外仿真结果显示，不同的工作波长对子阵长度选取影响不大。最后，还结合实际应用可能出现的接收通道幅相特性不一致情况，研究分析了三种方法的敏感程度。结果显示，聚焦法敏感度最低，而其它两法敏感度与通道不一致性具体分布相关，即不一致分布相对均匀则敏感度较低，哈尔滨工业大学工学硕一L学位论文若分布越不均匀，敏感度则越强。关健词高频雷达测角;聚焦法;比相法;比幅法哈尔滨工业大学T学硕」学位论文AbstractAsanewtypeofr

5、adar,highfrequencywaveover-the-horizonradarhasbeenpaidattentionbecauseofitsspecialadvantagessuchaslongdistanceOTHdetection,anti-radiationmissileavoidance,anti-stealth,etc.However,duetothelongeroperatingwavelengthandlimitedreceivingantennaaperture,onemay

6、hardlyobtainanarrowreceivingbeamforhighaccuracyazimuthmeasurementinHFradarasinmicrowaveradar.Additionally,thereexistsobviousdistinctionbetweentheHFsky-waveandground-waveradarsincetheirdifferentreceivingapertureandreceivernumber.Generally,theapertureofre

7、ceivingantennainmonostaticground-waveradarisaboutseveraldecadetohundredmeterslongandnumberofreceiver4to40,butinsky-waveradarthereceivingaperturemaybelongto1--3kilometersandreceivernumberincreasetohundreds.Thesediferencesdeterminethedifferentselectionofa

8、zimuthmeasuringmethodsinpracticalapplication.Becausebothskyandgroundwavereceivingantennasbelongtolineararray,therearethreemodifiedmethodsofazimuthmeasuringtosatisfyitsspecialstructureofreceivingchanneldesigninHFradar.Theyaretwin-