高頻超視距雷達(dá)信號處理中多普勒參數(shù)的估計(jì)檢測算法.pdf

1、超視距雷達(dá)（Over-the-Horizon Radar，簡稱OTH）一般工作在高頻波段（3-30MHz），以使高頻段電磁波能夠有效利用電離層反射（天波）或是電磁波本身的衍射機(jī)理（地波）傳播至地平線以遠(yuǎn)的區(qū)域，從而克服地球曲率半徑的限制，實(shí)現(xiàn)對視距外的海面艦船目標(biāo)和飛行目標(biāo)的探測，并且還可以應(yīng)用于海態(tài)遙感等各項(xiàng)民用事業(yè)中。 高頻天波超視距雷達(dá)作用距離遠(yuǎn)、信號帶寬窄，每次照射的空間范圍較大，即使經(jīng)過各種干擾抑制手段，剩余雜波水平還

2、較高。在使用其探測飛機(jī)之類高速目標(biāo)時(shí)，多普勒速度較為明顯，能夠有效的避開盲速區(qū)，因此較低的多普勒分辨率即能滿足檢測要求。但是由于目標(biāo)飛行的機(jī)動(dòng)性，會造成相干積累損耗，這種損耗會使常規(guī)方法難以對加速度目標(biāo)進(jìn)行能量聚焦，致使其無法積累達(dá)到檢測所需要的信噪比，從而導(dǎo)致了常規(guī)檢測方法對于加速度目標(biāo)失效。因此需要采用相應(yīng)的信號處理算法加以克服。文中首先分析比較了現(xiàn)有的幾種對于加速度目標(biāo)的處理方法（Wigner-Radon變換法、基于FFT的多通道

3、加速度補(bǔ)償算法以及Chirplet框架分解方法）。通過比較發(fā)現(xiàn)，以上算法或是應(yīng)用范圍過于狹窄，或是運(yùn)算量偏大，因此在本文中選擇使用高階模糊函數(shù)積（PHAF），對復(fù)雜多普勒相位信號進(jìn)行多項(xiàng)式逼近，并將其各階參數(shù)的估計(jì)值應(yīng)用于相位補(bǔ)償，以最終獲得目標(biāo)在進(jìn)行機(jī)動(dòng)之初的起始多普勒參數(shù)，從而達(dá)到對目標(biāo)的檢測。 在使用高頻地波超視距雷達(dá)檢測運(yùn)動(dòng)速度較慢的艦船目標(biāo)時(shí)，其多普勒速度位于由強(qiáng)地海雜波所造成的盲速區(qū)的附近，因此需要較高的多普勒分辨率

4、來將其與雜波區(qū)分開來，這就要求較長的相干積累時(shí)間（往往需要數(shù)百秒）和較高的信噪比。但是由于在工作頻段內(nèi)充斥著大量的短波電臺、通信設(shè)備、工業(yè)無線電以及自然界的天電干擾，頻譜資源十分有限，以至于無法滿足高分辨率超視距雷達(dá)對于寂靜頻段（噪聲功率低的頻段）在持續(xù)時(shí)間上的要求。利用隨機(jī)斷續(xù)譜信號和稀疏頻率信號可以在一定程度上緩解由于頻譜擁擠而造成的限制。本文提出了一種經(jīng)過改進(jìn)的隨機(jī)斷續(xù)譜信號，該信號通過將幾個(gè)具有不同頻譜分布的短相干積累時(shí)間隨機(jī)斷