岸发舰收分布式高频雷达方位高分辨方法研究

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岸发舰收分布式高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)是在岸基HFSWR和单舰载HFSWR的基础上发展而来的,其雷达发射机位于海岸边,具有多个接收舰船平台。除了具有舰船平台的灵活机动性等优点外,还可以根据探测需求灵活调整系统结构,实现探测效率最大化。本文以这种体制的雷达对海面舰船目标超视距探测作为研究背景,以提升方位分辨率为目标设计分布式构型,在此基础上应用分布式合成孔径处理算法实现方位高分辨,分析了岸发舰收分布式HFSWR回波信号模型,重点研究岸发舰收分布式高频地波雷达体制下运动舰船目标的回波信号模型、回波信号的多普勒参数估计、在合成孔径处理过程中对舰船六自由度运动进行补偿以及分布式舰载合成孔径处理方法。首先,分析了岸发舰收HFSWR舰船目标的回波信号模型及其多普勒参数特征;然后在以上回波模型中引入舰船的六自由度运动,并分析其对回波信号多普勒谱的影响。其次,给出了Wigner-Ville-Radon变换以及分数阶傅里叶变换估计回波信号多普勒参数的过程,然后采用距离-多普勒算法实现对舰船目标的聚焦处理,分别假设舰船目标处于静止、匀速直线运动状态下进行了仿真实验验证,讨论了目标舰船的距离、方位和运动速度对该体制雷达方位探测性能的影响。然后,针对合成孔径处理情况下舰船六自由度运动导致目标方位散焦这一问题,要研究在合成孔径处理中对舰船六自由度运动的补偿问题,分析了舰船受六自由度运动影响下的回波信号时频谱特征,提出了从回波信号的瞬时频率估计运动误差和基于差分进化算法估计目标舰船振荡参数的运动补偿方法,并分析以上方法在不同信噪比下的可靠性。最后,研究采用岸发舰收分布式HFSWR来实现方位高分辨,分析了岸发舰收分布式HFSWR的回波信号模型,给出了分布式合成孔径处理提高方位分辨率的原理并给出了分布式合成孔径处理算法,通过仿真实验进行了验证,并分析了不同舰船间距对方位分辨性能的提升效果。
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