高頻地波雷達工作環(huán)境對系統(tǒng)性能影響仿真研究.pdf

1、高頻地波雷達是一種不同于常規(guī)雷達的新體制雷達，它利用垂直極化高頻電磁波可沿海面繞射傳播的特點，實現(xiàn)對海面及空中運動目標的超視距探測，具有反隱身、反超低空突防、抗反輻射導(dǎo)彈等能力。與常規(guī)微波雷達不同，高頻地波雷達特有的工作體制和特點使其探測性能更多地受到外部環(huán)境條件的影響，如何在復(fù)雜的檢測背景中實現(xiàn)超視距探測一直是高頻地波雷達面臨的一個挑戰(zhàn)。
　　本文針對高頻地波雷達的工作特點、工作環(huán)境和應(yīng)用背景，基于高頻地波雷達對海探測機理，建立

2、仿真系統(tǒng)采用的高頻地波雷達方程的具體形式，并綜合考慮系統(tǒng)參數(shù)、地波傳播特性、海態(tài)、環(huán)境噪聲、海雜波等因素對雷達系統(tǒng)探測性能的影響，分析構(gòu)建用于高頻地波雷達系統(tǒng)仿真的主要數(shù)學(xué)模型,包括目標回波功率模型、地波傳播模型、環(huán)境噪聲模型、海雜波仿真模型、信噪比模型，是高頻地波雷達系統(tǒng)仿真研究的核心和基礎(chǔ)。
　　作為仿真模型研究的另一難點和重要內(nèi)容，結(jié)合現(xiàn)有理論和實際應(yīng)用需要，進一步對地波傳播特性和海雜波特性進行了較為深入的研究和仿真。地波傳

3、播特性的研究以Rotheram適用于均勻光滑球形地面的地波場計算公式為基礎(chǔ)，通過把不同海態(tài)引起的海面粗糙程度對傳輸特性的影響等效為表面阻抗增加的方法，實現(xiàn)沿粗糙海面地波傳播特性的數(shù)值計算和仿真；海雜波的仿真研究基于Barrick的海浪散射截面方程，研究構(gòu)造與海態(tài)有關(guān)的海浪散射系數(shù)模型，并根據(jù)高頻地波雷達的海雜波特性，構(gòu)造海雜波功率譜密度數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)海雜波散射系數(shù)和功率譜密度的數(shù)值計算和仿真。
　　在上述建模和仿真研究的基礎(chǔ)上，建

4、立高頻地波雷達系統(tǒng)仿真平臺，設(shè)計實現(xiàn)基于MATLAB的高頻地波雷達系統(tǒng)仿真軟件HFSWRsim。仿真程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，將各數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于模塊之中，并有機結(jié)合。利用交互式圖形用戶界面(GUI)，可以在仿真軟件中選擇環(huán)境變量和配置各種模塊參數(shù),來模擬各種環(huán)境、系統(tǒng)條件對高頻地波雷達性能的影響，方便直觀地估計和仿真出雷達的關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)和圖譜。運用上述模型和模塊軟件，進一步對影響雷達系統(tǒng)探測性能的有關(guān)因素進行仿真分析。據(jù)此建立的高頻地波雷達仿