【技术实现步骤摘要】
基于双参考射频信号的船载高频地波雷达运动补偿方法
[0001]本专利技术涉及无线电物理学和海洋科学
，具体涉及一种基于双参考射频信号的船载高频地波雷达运动补偿方法。
技术介绍
[0002]高频超视距雷达利用高频(3～30MHz)电磁波在导电海洋表面绕射传播衰减小的特点，采用垂直极化天线辐射电波，能超视距探测海平面视线以下出现的舰船、飞机和导弹等运动目标。同时，高频超视距雷达利用海洋表面对高频电磁波的一阶散射和二阶散射机制，能从雷达回波中提取风场、浪场、流场等海态信息。高频地波雷达按照安装平台的不同可以分为：岸基高频地波雷达、浮标基高频地波雷达和船载高频地波雷达。
[0003]船载高频地波雷达除具有岸基雷达的优点外，因其具有更好的灵活性，探测范围更广，近年来受到广泛关注。船载平台的运动会对船载高频地波雷达的回波信号产生调制作用，导致一阶海杂波出现展宽和虚假峰从而影响雷达目标检测和海洋表面动力学参数反演能力。因此，需要对船载高频地波雷达回波信号进行运动补偿，以消除运动对回波信号的影响。
[0004]目前运动...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双参考射频信号的船载高频地波雷达运动补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:硬件布设步骤：在岸基设置两套参考射频信号发射源；在船舶平台上布放地波雷达系统，所述地波雷达系统包括安装在船舷一侧的接收天线阵列，所述阵列包括多根沿船只中心轴线对称设置的接收天线，第一根接收天线在船艏，阵列中天线数量为M；S2:雷达回波信号时域表达式如下：x(R,n)＝E(R
r
,θ
i
,n)+I
i
(R
i
,θ
i
,n)+e(n)式中，x(R,n)∈C
M
×1为雷达回波信号数据，n表示扫频周期数，E(R
r
,θ
s
,n)∈C
M
×1为雷达回波信号中的一阶海洋表面雷达散射截面积(RCS)数据，I
i
(R
i
,θ
i
,n)∈C
M
×1为雷达回波信号中的参考射频信号数据，e(n)∈C
M
×1为背景噪声；基于雷达回波信号的时域表达进行回波信号建模：将海平面划分为若干海面块，针对海面块，雷达回波信号中的海洋表面回波数据表达式为：其中，P
t
为雷达的发射功率，G
t
为雷达发射天线的增益,G
r
为雷达接收天线的增益，λ为雷达波长；σ(R
r
,θ
s
,n)表示海洋表面一阶雷达散射截面积模型，g(θ
s
,n)表示接收天线方向图，a(n)表示导向矢量幅值，p(θ
s
,n)
∈M
×1表示导向矢量相位，双重求和索引r，s的范围分别为[R/ΔR
‑
c/(4B
t
ΔR)]到[R/ΔR+c/(4B
t
ΔR)]和1到[2π/Δθ]，B
t
为雷达带宽,c为光速，[ ]为向下取整算子；雷达回波信号中的参考射频信号数据的表达式为：I
q
(R
i,q
,θ
i,q
,n)表示未被运动调制的单频射频信号距离解调后的表达式，g(θ
i,q
,n)表示接收天线方向图，a(n)表示导向矢量幅值，p(θ
i,q
,n)
∈M
×1表示接收天线的导向矢量相位；当q取值分别为1和2时，I
q
(R
i,q
,θ
i,q
,n)表示分别表示第一参考射频信号发射源、第二参考射频信号发射源距离解调后的未被运动调制的单频射频信号，R
i,q
分别表示第一参考射频信号发射源、第二参考射频信号发射源与船载平台中心之间的距离，θ
i,q
分别表示第一参考射频信号发射源、第二参考射频信号发射源与接收阵列主轴的夹角，n表示扫频周期；其中，船载平台横摇角度及纵摇角度小于5
°
时：接收天线的天线方向图g(θ,n)可以表示为：g(θ,n)≈g0＝[1
‑
cos(k
c
l
a
)]2；阵列导向矢量的幅值a(n)可以近似为常数：a(n)≈a0＝1；k
c
表示波数，l
a
表示天线高度，θ表示雷达接收回波来波方向与接收阵列法线方向夹角；静止状态下，天线阵列的导向矢量的相位p0(θ,n)为：
经除垂荡外五个自由度运动调制后，阵列导向矢量的相位p(θ,n)可以表示为：在横摇、纵摇和艏向变化不大于5
°
的情况下，定义为仅包含艏向变化的阵列导向矢量：向矢量：为艏向变化的弧度；将代入p(θ,n)的表达式中，可得阵列导向矢量的相位为：S3:参考射频信号建模步骤：第q个参考射频信号在第n个扫频周期内可以表达为：
其中：a
I,q
为第q个参考射频信号的幅值；f
I,q
为第q个参考射频信号的频率，位于在雷达带宽之内；为第q个参考射频信号的初始相位；f
c
为雷达发射信号的载频频率；计算参考射频信号的时域表达：其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛炯，黎明，陈懋荣，张玲，万汶湘，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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