-种改进的天波雷达海杂波循环对消方法.pdf

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1、第28卷第5期空军预警学院学报Vol.28No.52014年10月JournalofAirForceEarlyWarningAcademyOct.2014DOI:10.3969/j.issn.2095-5839.2014.05.002一种改进的天波雷达海杂波循环对消方法关泽文，陈建文，鲍拯（空军预警学院，武汉430019）摘要：针对传统的天波雷达海杂波循环对消法无法自适应判断对消次数的问题，研究了一种改进的方法即基于参考相邻单元的海杂波循环对消法．该方法用当前海面检测分辨单元所在的子区内其他分辨单元的回波信号构建参考信号，并利用从参考信号

2、提取出的海杂波多普勒频率参数对检测单元进行海杂波循环对消．通过理论分析和实测数据验证，证明了该方法的有效性．关键词：天波超视距雷达；海杂波抑制；参考信号中图分类号：TN958文献标志码：A文章编号：2095-5839(2014)05-0318-05[2]天波超视距雷达(OTHR)利用电离层对高频产生的．一阶Bragg峰多普勒频率(单位为Hz)1/2(HF)电磁波的反射特性而采取下视的工作方式，为f=±0.102f，其中f为雷达载频(MHz)，±B可对海面大中型舰船目标进行大范围检测、跟号表示朝向和背向雷达发射波束的波浪产生的踪．OTHR的

3、空间分辨能力相对较低，一般距离一阶Bragg峰．OHTR工作在高频(HF)波段，即f[1]分辨率为4~30km，方位分辨率为0.25°~2°，但的范围为3~30MHz，而一阶Bragg峰的多普勒频多普勒分辨能力较强，所以其探测目标是利用一率f的范围为±(0.18~0.56)Hz．B定时间的相干积累，对目标在多普勒域进行检0一阶Bragg峰测．舰船目标处在强大而复杂多变的海杂波背-10景下，它的检测受一阶海杂波的影响很大．一阶Bd-20/率-30海杂波在回波多普勒谱中形成关于零点对称的功化-402个谱峰即一阶Bragg峰，其回波功率比舰船目

4、一归-50[2]标高10~40dB，所以在目标检测前，需对一阶-60[2-4]Bragg峰进行抑制．文献[5]提出了传统的-70-2-1012Root海杂波时域循环对消法，文献[3]对这一方多普勒频率/Hz法做了改进，提出了基于FFT相位分析的海杂波图1某OTHR实测海洋回波多普勒谱循环对消法，提高了频率估计精度，改善了性1.2海况对海杂波多普勒谱的影响分析能．但2种方法都是依据经验判断循环次数即影响OTHR海杂波多普勒谱的海况因素主对消次数，这导致了出现对消不完全或者将舰船要有风速、风向和洋流．目标也对消掉的可能性．为了能实现自适应对风

5、速影响海杂波多普勒谱的功率，特别是消，本文提出构建参考单元的方法，利用整个检高阶海杂波回波功率，随着风速的增大，OTHR测子区内海杂波的空间相关性，实现准确对消一多普勒谱中的海杂波功率增大，其作用机制表述阶海杂波功能．[2]复杂，此处不赘述．风向影响2个一阶Bragg峰的相对功率，风向越接近背离雷达接收波束的1OTHR的海杂波特性分析方向，负的一阶Bragg峰的相对功率越高，相反，1.1OTHR一阶海杂波形成机理风向越接近朝向雷达接收波束的方向，正的一阶图1为某OTHR实测海洋回波多普勒谱，图Bragg峰的相对功率越高，2个一阶Bragg

6、峰的能中关于零频对称的2个谱峰为一阶Bragg峰，它量和风向的关系分别为R/10s们是当雷达发射波长为海面重力波波长的2倍

7、θ

8、=2arctan(10)(1)+-时，二者发生谐振且由此引起回波信号同相相加R=10lg(B/B)(2)收稿日期：2014-06-20基金项目：国家自然科学基金资助项目(61072132)作者简介：关泽文(1989-)，男，硕士生，主要从事天波超视距雷达信号处理研究．第5期关泽文，等：一种改进的天波雷达海杂波循环对消方法319+-式中，B和B为2个一阶Bragg峰的幅度值，sDf=2v/λ(3)c为常数．f′B=

9、fB+Df(4)式中，Df为洋流引起的海杂波多普勒频移，v洋流是由风或者热盐效应造成的海水密度c分布不均匀性引起的，它对海杂波多普勒谱的影为洋流速度，f′B为存在洋流海域的一阶海杂波响表现为对整个谱的多普勒频率搬移，其作用机多普勒频率．设风速为vw，则vw、θ和vc对海制可表示为杂多普勒波谱的影响如图2所示．0vw=5m/s0
=600vc=1m/svw=10m/s
=0vc=-1m/s-20-20-20BBdBd//d/率-40率-40率-40功功功化-60化-60化-60一一一归归归-80-80-80-100-100-100-2-10

10、12-2-1012-2-1012多普?勒频率/Hz多普勒频率/Hz多普勒频率/Hz(a)θ=0°和v=1m/s时不同的v(b)v=10m/s和v=1m/s时不同的θ(c)v=5m/s和θ=0°