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分布式多舰载高频地波雷达目标回波与环境仿真

王延飞  
【摘要】:本文以分布式多舰载高频地波超视距雷达系统为背景,面向实际工程,主要对雷达目标回波和海杂波回波特性进行分析、建模和仿真,构造更符合实际环境的回波数据。文章首先讨论了分布式多舰载高频地波雷达的目标定位问题,从分布式多舰载雷达系统的分布式几何结构关系出发,由双舰载距离和信息和双舰载速度和信息推导出雷达目标自身的位置坐标和速度大小及方位。 在以往对舰载高频地波超视距雷达目标回波数据的仿真当中,均未考虑舰船摆动对目标回波信号的影响。本文以双舰载高频地波超视距雷达为研究背景,分析了舰船偏航、侧倾、俯仰三种转动运动的特性,并建立了舰船摆动模型,最终导出了舰船摆动瞬时综合转动速度和方向。 接着,本文建立了在舰船摆动条件下的双舰载雷达动态几何关系模型,导出了双舰载雷达综合速度表达式。之后,分析了线性调频连续波信号,并分析了如何利用二维FFT提取目标回波的距离多普勒信息。最后,对不同海态条件下的目标回波信号进行了计算机仿真,通过仿真结果分析了舰船摆动对目标回波信号的影响,并指出了产生这种影响的原因。 然后,本文详细分析了舰载高频地波超视距雷达的一阶海杂波回波特性,阐述了分布式多舰载雷达一阶海杂波产生机理,分别从双舰载角度和舰载运动两个方面对一阶海杂波回波谱展宽问题进行了详细分析和仿真,并讨论了一阶海杂波谱展宽因素对分布式多舰载雷达布局的影响。 之后,本文讨论了分布式多舰载高频雷达海杂波回波仿真思想,并详细给出了仿真海杂波的具体步骤。分别从舰载摆动和不摆动条件下仿真海杂波回波并作比较,指出了舰载摆动对回波谱的影响可以忽略。对分布式舰载雷达的海杂波回波仿真也从基线距离很长和很小两个方面仿真海杂波并作比较。 最后,编写了分布式多舰载高频雷达回波仿真GUI界面系统,将本文的研究内容融为一体,通过设定相关参数进行回波谱仿真,为后续的研究工作提供了相关仿真环境平台。


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