[發明專利]一種基于虛擬孔徑的艦載高頻地波雷達方位高分辨方法

有效

• 申請號: 201710428463.1
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107064904B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 李高鵬;蔣坤;王思文;田文龍;謝俊好
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

一種基于虛擬孔徑的艦載高頻地波雷達方位高分辨方法，本發明涉及艦載高頻地波雷達目標方位高分辨方法。本發明解決了傳統合成孔徑方法不能應用在海態環境、傳統艦載高頻地波雷達信號處理方法不能在方位向區分鄰近目標的問題。本發明先使用正交投影算法對回波信號在多普勒域進行處理，檢測出目標以及目標所在的多普勒頻率；再將陣列劃分為三個子陣列，利用子陣列在對目標所在的多普勒頻率的信號使用正交投影算法進行海雜波抑制，并通過求和將子陣列信號等效成單個陣元信號；最后使用重疊相關算法對等效的三個等效陣元的接收信號做虛擬孔徑處理和波束形成，得到目標方位的高分辨結果。本發明應用于雷達目標方位估計和分辨領域。

技術領域

本發明屬于雷達目標探測領域,具體涉及艦載高頻地波雷達目標方位高分辨方法。

背景技術

艦載高頻地波雷達(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)是以載艦為平臺，使用高頻波段的電磁波對海面目標或掠海飛行的低空目標進行探測的一種新型雷達。它工作在3-30MHz的頻帶范圍，由垂直極化的天線來發射高頻波段的電磁波，利用垂直極化電磁波沿海面傳播衰減小來實現大范圍探測；利用高頻波段電磁波的曲面繞射效應，能突破地球曲率的限制，達到超視距的效果。不過受到艦船自身長度的約束，艦載高頻地波雷達的天線陣列的孔徑較小，使得雷達在探測時形成的波束寬度很寬，方位分辨能力極低；同時，受艦船平臺移動特性的影響，艦載高頻地波雷達的一階Bragg峰出現展寬，使得運動目標在多普勒域被淹沒在展寬后的一階海雜波中，影響目標的檢測與估計。

如何基于有限長度的平臺，在強大的一階海雜波背景下實現目標的方位高分辨，是艦載高頻地波雷達研究和研制中一個需要解決的問題，目前，有一些應用于其他體制雷達的方位分辨方法，如超分辨算法、合成孔徑方法等。

(一)超分辨方法。這類方法是依據優化約束準則或者子空間分解，來區分信號、噪聲以及干擾，達到方位超分辨的目的。超分辨算法的提出最早可以追溯到六十年代，由BurgJ.P.提出的最大熵譜估計算法(MEM)，以及由Capon J.提出的最小方差譜估計算法(MVM)。而在八十年代由Schmit R.O.等人提出的多重信號分類(MUSIC)算法以及隨后由Paulraj等人提出的ESPRIT算法最為突出。這幾種算法在理想情況下的估計性能能逼近Cramer-Rao界，前提是必須準確地知道陣列流型以及背景噪聲模型。