岛基高频地波雷达接收天线阵校正方法研究

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1、硕士学位论文岛基高频地波雷达接收天线阵校正方法研究RESEARCHONRECEIVERARRAYCALIBRATIONFORISLANDHFSWR郭亚彬哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN958.93学校代码：10213国际图书分类号：621.39密级：公开工程硕士学位论文岛基高频地波雷达接收天线阵校正方法研究硕士研究生：郭亚彬导师：于长军教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInde

2、x:TN958.93U.D.C:621.39DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONRECEIVERARRAYCALIBRATIONFORISLANDHFSWRCandidate：GuoYabinSupervisor：Prof.YuChangjunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicandCommunicationEngineeringAff

3、iliation：SchoolofInformationandElectricalTechnologyDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要高频地波雷达是新体制雷达，具有全天候、低成本、超视距等特点。现有的高频地波雷达系统多采用线型接收阵列，这种布阵方式要达到较高的角度分辨能力，需要很大的阵列面积，对于安装于海岛的高频地波雷达而言，很难提供充足的

4、场地来安装接收阵列。圆型接收阵凭借其优良的超方向特性成为雷达布阵领域的研究热点。本文重点解决接收阵列误差带来的方位判断不准确问题，在分析阵列误差影响的基础上，研究了适用于线型接收阵列的校正方法，又为圆型接收阵的应用做了基础性的研究。针对阵列幅度相位误差与互耦误差的影响，本文以八元均匀线阵为模型，从方向图畸变的角度分析了给定误差容忍度的情况下，阵列方向图畸变的边界。理论推导证明无论是幅度相位误差还是互耦误差，只要它们在误差容忍度内符合随机分布的特点，其对阵列方向图的影响边界只与误差容忍度有关，而且这两

5、种误差同时影响时的畸变量，是各自影响时的畸变量之和再加上它们的乘积。最后使用仿真实验验证上述结论。针对现有的线型接收阵，本文首先对幅度相位误差校正算法做了对比分析，并引入空间时频分布矩阵改进了传统校正算法，使得算法对信号信噪比的要求降低约5dB，对相位误差的校正能力提升约10度。然后又研究了校正快拍的提取方法，分别实现了使用海杂波、船目标、电离层做校正源时的信号快拍提取。最后通过本文方法校正后的目标方位与船讯网提供的目标方位的对比，证明了本文方法的有效性。针对圆型接收阵的研究，本文重点解决了阵列小型

6、化带来的互耦加剧问题。首先使用改进等效电路法分析了阵列互耦误差模型，并使用HFSS仿真得到的互阻抗变化规律简化了圆型接收阵的互耦模型。其次对互耦系数估计算法进行了对比分析，得到遗传算法相较于级联法的角度校正精度更高。最后通过构造的迭代模型，将互耦系数估计与幅度相位误差估计进行了模块化分离，使互耦影响下的圆型阵列校正方法更加灵活，并通过仿真实验与实测数据处理证明了该圆型阵列校正方法的有效性。关键词：高频地波雷达；线阵误差校正；圆阵误差校正；幅度相位误差；互耦误差-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文Ab

7、stractHighfrequencysurfacewaveradarisanewsystemradarwithcharacteristicsofall-weather,lowcost,over-the-horizonetc.TheexistingHFSWRsystemsmostlyadoptthelinearreceivingarray.Toachievebetterangularresolution,thearrayareaneedtobeincreased.FortheHFSWRinstall

8、edontheisland,it’sdifficulttoprovideenoughspacetoplacethereceivingarray.Circularreceivingarrayhasbecomearesearchhotspotsinrecentyearsforitsvirtueofexcellentsuperdirectionalcharacteristics.ThispapermainlyfocusesontheinaccurateDOAcausedby