高頻地波雷達復雜背景雜波信息提取.pdf

1、高頻地波雷達是一種超視距探測雷達，其垂直極化的電磁波可以沿海面?zhèn)鞑サ揭暰嘁酝獾牡胤剑虼烁哳l地波雷達常常被用來探測超低空飛行目標以及艦船目標等。但是在高頻地波雷達的回波信號中，通常會有大量的雜波存在，這些雜波會影響雷達的檢測性能，尤其是電離層雜波。所以對電離層雜波的檢測提取顯得尤為重要?；陔婋x層雜波與背景噪聲的功率比，通過雷達選頻可以降低電離層雜波功率，減小對目標檢測的影響。此外，由于高頻無線電波會與粗糙海面相互作用產生海雜波，因此高

2、頻地波雷達回波中的海雜波攜帶了海面的一些特征信息?；诖?，高頻地波雷達在海態(tài)信息反演中也有重要的應用價值，其具有覆蓋范圍廣，可以全天候監(jiān)測以及不易受惡劣環(huán)境影響的優(yōu)勢。
　　本論文主要圍繞電離層雜波的檢測提取以及海面信息反演兩個方面展開，主要內容如下：
　　1.在電離層雜波檢測提取方面，本文首先介紹了高頻地波雷達回波中的主要雜波種類，重點講述了電離層的結構以及高頻無線電波在電離層中的傳播機制，從而得到了電離層雜波的各種特征，

3、為電離層雜波的檢測提取奠定理論基礎。然后，在距離多普圖中，運用圖像處理的方法，基于電離層雜波在幅度和擴展形態(tài)上的特性，通過二維Otsu分割算法以及區(qū)域特征識別算法對電離層雜波進行檢測提取。在提取出電離層雜波后，本文進一步計算了電離層雜波與背景噪聲功率比(雜噪比)，雜噪比將作為雷達選頻的一個參數輸入到雷達選頻系統(tǒng)。
　　2.在海面信息反演方面，本文首先闡述了海面上與本文有關的關于海浪的一些背景理論，包括海面的波浪的形成原理及分類，用

4、來描述海面波浪的統(tǒng)計學方法和譜方法等。然后定量地給出了一、二階海雜波散射模型，將一、二階海雜波的能量與海浪譜聯系了起來，為海洋表面參數的反演提供了理論支撐。最后，在一、二階海雜波模型的基礎上，利用二階海雜波和一階海雜波的能量比得到均方根浪高；利用風速與有效浪高之間最為直接的正相關關系，建立了指數模型，以此來得到風速；對于風向，根據一階海雜波的雷達截面積方程，可以得到正負Bragg峰能量比與風向的定量關系，進而可以求得風向。通過最小二乘法