李 雪 邓维波 刘 聪 邹积虹

(1.哈尔滨工业大学,黑龙江 哈尔滨150001;2.中国电波传播研究所,电波环境特性及模化技术重点实验室,山东青岛266107)

1.引 言

高频天波海态雷达利用电离层折射实现超远距离、大范围海态监测,获取风向、风速、洋流、浪高等多种海态参数[1-3]。电离层是天波海态雷达的重要传输媒质,其特性对天波海态雷达探测能力产生巨大影响。

天波海态雷达接收系统采用大型天线阵列提高方位分辨率。众所周知,阵元的加工尺寸和间距,接收通道间的差异影响了数字波束形成(DBF)质量。但这些差异可通过天线校准和通道校准事先估计,加以抑制。另外,各阵元接收到的回波信号是由相邻较近的不同电离层反射回来,对每个阵元回波信号附加的相位略有不同,特别是当电离层存在不均匀体时,将严重影响回波信号的空间相干性,导致水平方向图主瓣变宽,副瓣抬高,方位分辨率下降。文献[4]采用空间相关算法(SCA)改善方位分辨能力。

电离层多层结构导致天波海态雷达多模式效应,使得不同地面距离的杂波落入同一雷达射线距离单元,杂波频谱展宽,影响风速、风向、洋流、浪高谱等海杂波参数反演精度。高频天波海态雷达频率管理系统实时选择合适的工作频率,可以最大可能地避免多模式传播效应[5]。

电离层的非平稳性引起高频天波海态雷达回波信号相位路径扰动,使得不同脉冲重复周期内同一距离单元信号时间相关性变差,多普勒分辨率下降,同样影响海杂波参数反演精度。……