高頻地波雷達(dá)工作環(huán)境對(duì)系統(tǒng)性能影響仿真研究.pdf

1、高頻地波雷達(dá)是一種不同于常規(guī)雷達(dá)的新體制雷達(dá)，它利用垂直極化高頻電磁波可沿海面繞射傳播的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海面及空中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的超視距探測(cè)，具有反隱身、反超低空突防、抗反輻射導(dǎo)彈等能力。與常規(guī)微波雷達(dá)不同，高頻地波雷達(dá)特有的工作體制和特點(diǎn)使其探測(cè)性能更多地受到外部環(huán)境條件的影響，如何在復(fù)雜的檢測(cè)背景中實(shí)現(xiàn)超視距探測(cè)一直是高頻地波雷達(dá)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。
　　本文針對(duì)高頻地波雷達(dá)的工作特點(diǎn)、工作環(huán)境和應(yīng)用背景，基于高頻地波雷達(dá)對(duì)海探測(cè)機(jī)理，建立

2、仿真系統(tǒng)采用的高頻地波雷達(dá)方程的具體形式，并綜合考慮系統(tǒng)參數(shù)、地波傳播特性、海態(tài)、環(huán)境噪聲、海雜波等因素對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)探測(cè)性能的影響，分析構(gòu)建用于高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)仿真的主要數(shù)學(xué)模型,包括目標(biāo)回波功率模型、地波傳播模型、環(huán)境噪聲模型、海雜波仿真模型、信噪比模型，是高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)仿真研究的核心和基礎(chǔ)。
　　作為仿真模型研究的另一難點(diǎn)和重要內(nèi)容，結(jié)合現(xiàn)有理論和實(shí)際應(yīng)用需要，進(jìn)一步對(duì)地波傳播特性和海雜波特性進(jìn)行了較為深入的研究和仿真。地波傳

3、播特性的研究以Rotheram適用于均勻光滑球形地面的地波場(chǎng)計(jì)算公式為基礎(chǔ)，通過(guò)把不同海態(tài)引起的海面粗糙程度對(duì)傳輸特性的影響等效為表面阻抗增加的方法，實(shí)現(xiàn)沿粗糙海面地波傳播特性的數(shù)值計(jì)算和仿真；海雜波的仿真研究基于Barrick的海浪散射截面方程，研究構(gòu)造與海態(tài)有關(guān)的海浪散射系數(shù)模型，并根據(jù)高頻地波雷達(dá)的海雜波特性，構(gòu)造海雜波功率譜密度數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)海雜波散射系數(shù)和功率譜密度的數(shù)值計(jì)算和仿真。
　　在上述建模和仿真研究的基礎(chǔ)上，建

4、立高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)仿真平臺(tái)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于MATLAB的高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)仿真軟件HFSWRsim。仿真程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，將各數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于模塊之中，并有機(jī)結(jié)合。利用交互式圖形用戶界面(GUI)，可以在仿真軟件中選擇環(huán)境變量和配置各種模塊參數(shù),來(lái)模擬各種環(huán)境、系統(tǒng)條件對(duì)高頻地波雷達(dá)性能的影響，方便直觀地估計(jì)和仿真出雷達(dá)的關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)和圖譜。運(yùn)用上述模型和模塊軟件，進(jìn)一步對(duì)影響雷達(dá)系統(tǒng)探測(cè)性能的有關(guān)因素進(jìn)行仿真分析。據(jù)此建立的高頻地波雷達(dá)仿