高頻地波雷達(dá)復(fù)雜背景雜波信息提取.pdf

1、高頻地波雷達(dá)是一種超視距探測雷達(dá)，其垂直極化的電磁波可以沿海面?zhèn)鞑サ揭暰嘁酝獾牡胤?，因此高頻地波雷達(dá)常常被用來探測超低空飛行目標(biāo)以及艦船目標(biāo)等。但是在高頻地波雷達(dá)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(dá)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(dá)選頻可以降低電離層雜波功率，減小對目標(biāo)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(chǎn)生海雜波，因此高

2、頻地波雷達(dá)回波中的海雜波攜帶了海面的一些特征信息?；诖耍哳l地波雷達(dá)在海態(tài)信息反演中也有重要的應(yīng)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(nèi)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(dá)回波中的主要雜波種類，重點講述了電離層的結(jié)構(gòu)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(chǔ)。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(jìn)行檢測提取。在提取出電離層雜波后，本文進(jìn)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(dá)選頻的一個參數(shù)輸入到雷達(dá)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(guān)的關(guān)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(xué)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(lián)系了起來，為海洋表面參數(shù)的反演提供了理論支撐。最后，在一、二階海雜波模型的基礎(chǔ)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(fēng)速與有效浪高之間最為直接的正相關(guān)關(guān)系，建立了指數(shù)模型，以此來得到風(fēng)速；對于風(fēng)向，根據(jù)一階海雜波的雷達(dá)截面積方程，可以得到正負(fù)Bragg峰能量比與風(fēng)向的定量關(guān)系，進(jìn)而可以求得風(fēng)向。通過最小二乘法