[發明專利]一種海洋和電離層一體化探測高頻雷達系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202110044657.8
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112882018B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 于長軍;王霖瑋;劉愛軍;姚迪;馬子龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/00;G01S7/41
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

本發明屬于對海探測雷達技術領域，公開了一種海洋和電離層一體化探測高頻雷達系統及其控制方法，所述海洋和電離層一體化探測高頻雷達系統包括：顯控平臺、時序控制器、綜合信號產生器、電離層探測子系統和海洋信息探測子系統。本發明依據高頻地波雷達和電離層垂測儀原理，設計新型的海洋?電離層信息一體化探測高頻雷達系統，實現海洋?電離層信息同步獲取，為近地海洋?大氣層物理運行規律和原理分析等科學研究提供數據支持。同時，本發明通過設計統一的時序控制器，并設計相互同步的波形參數，實現電離層垂測和海洋信息的同步獲取，避免兩者之間的相互干擾，保證電離層垂測和海洋信息獲取之間互不干擾，能夠同步獲取電離層信合和海洋信息。

技術領域

本發明屬于對海探測雷達技術領域，尤其涉及一種海洋和電離層一體化探測高頻雷達系統及其控制方法。

背景技術

目前，在人類生活的浩瀚無限的世界里，海洋和電離層是和人類生存緊密相關的兩大組成部分，因而長期以來科學家們在這兩大科學領域進行了不懈的探索和研究，取得了輝煌的研究成果。HFSWR憑借其特有的體制優勢在海上超視距目標探測和海態遙感方面得到了廣泛的應用，同時近幾年HFSWR電離層探測研究也取得了突破性進展。因此人們希望在現有的HFSWR研究成果基礎上，進一步擴展研究海洋與電離層之間動力學關系，從而揭開海洋與電離層間的奧秘。同時通過對海洋-電離層間動力學關系和突發海態激勵的電離層擾動響應機理的研究，建立突發海態早期預警監測新的理論和方法。例如本世紀比較常見的海嘯，其發生時會同時激發海洋和電離層特征變化，而且兩者之間具有一定的聯動關系。因而海態和電離層兩方面特征信息的聯合應用必將有效提高早期預警的時間和準確性。但是目前由于缺少同步獲取海洋-電離層信息的一體化探測手段，極大限制人類對于海洋與電離層之間科學問題的認知。現有的HFSWR在體制和功能上還不能滿足海洋與電離層信息的同步獲取和海上目標-海洋-電離層兼容探測的需求，因此需要構造全天時、全天候、實時聯合探測海上超視距目標、海洋及其上空電離層的一體化新體制HFSWR，并把海洋和電離層作為一個相互關聯的整體，同步獲取海洋信息(海流、風場、浪場)和電離層(電離層多普勒頻移、F2層臨界頻率f₀F2、電子濃度、電離層高度等)信息，構造時空域上更加完備的海洋-電離層信息獲取系統。

電離層探測和海洋信息探測都需要利用高頻電磁波信號，但兩者工作原理不同，其中最主要的區別是電離層探測需要進行寬頻掃描，而海洋信息探測則需要定頻積累。目前的探測設備只能單獨探測電離層或海洋信息，并且兩種不同的設備之間會存在很嚴重的干擾，無法同時工作。為了同步獲取海洋和電離層信息，必須設計相互同步且不存在干擾的系統才能實現。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)現有的HFSWR在體制和功能上還不能滿足海洋與電離層信息的同步獲取和海上目標-海洋-電離層兼容探測的需求。

(2)目前的探測設備只能單獨探測電離層或海洋信息，并且兩種不同的設備之間會存在很嚴重的干擾，無法同時工作。

解決以上問題及缺陷的難度為：電離層探測與海洋信息探測之間的干擾會嚴重干擾各自的系統工作狀態，導致系統性能急劇惡化，無法正常工作甚至燒毀系統。將電離層探測與海洋信息探測集成，進行同步探測需要對原來相互獨立的電離層垂測儀和高頻地波雷達進行深度整合，系統復雜度高，解決較為困難。

解決以上問題及缺陷的意義為：解決以上問題，以滿足海洋和電離層信息的同步獲取，可以為開展海洋-電離層間動力學關系科學研究提供重要的數據參考，對促進海洋科學發展具有重要意義，對臺風、海嘯、地震等極端自然現象的預測和防范也具有很強的指導作用。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種海洋和電離層一體化探測高頻雷達系統及其控制方法，尤其涉及一種可同時監測海態和電離層信息的一體化探測高頻雷達系統及其控制方法。