面向重点监测区域的HFSWR最优工作频率研究

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高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)具有超视距、全时工作等特点,被用于海面船目标、低空飞行目标的探测和海态监测中。但是其所处的电磁环境复杂,工作频段内具有大量的无线电干扰和噪声,给雷达的探测性能带来影响。干扰和噪声来向上的差异导致在不同海域,即使是在同一工作频率,探测性能也不同,对监测区域有实际需求的选频设计具有针对性与实用性。本文针对重点区域选频的需求,参考现有选频策略,设计了面向重点区域的选频方法,为系统推荐在重点区域的信噪比大且电离层杂波影响弱的频率。分别在初选与综合选频环节考量不同因素对频率优选的影响。频率初选利用的是电磁环境频谱信息,本文介绍了循环步进扫频获取电磁环境监测数据的过程,给出了真实反映重点区域电磁情况的处理方法:抗冲击干扰处理、空域矩阵滤波、波束选大,之后在选频频谱上滑窗以避开大电台干扰所在频段。空域矩阵滤波抑制了重点区域外的信号,反映了重点区域的电磁情况。对实测数据进行处理,对比抗冲击干扰前后的电磁频谱,对比有无空域矩阵滤波处理的选频效果,验证了算法性能。对比了基于不同准则设计的空域矩阵滤波器性能,讨论了不同参数对滤波性能的影响,并基于此介绍了两种宽带空域矩阵滤波器的设计方法以满足初选需要,并针对直接设计法中存在的响应不一致问题,提出通过恒定主瓣响应波束形成解决。综合选频是一个评价问题,考虑初选频率的信噪比与电离层杂波影响,将重点区域内电离层杂波影响最严重波束的信息与信噪比一同作为频率评价指标,用逼近理想解排序法进行评价。用一维模板滑窗、杂散区剔除的方法提取电离层杂波,并对不同波束、不同距离范围的电离层杂波进行评价,最后处理两组不同频率下的实测数据说明本文提出的选频流程。
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