一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法
【专利摘要】本发明公开一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法，在天波发射站和地波发射站对发射信号采用距离偏置的方法，使得在岸基的地波雷达站能同时接收天波雷达和地波雷达发射的信号经过海面、船或低空飞行的目标散射后的回波信号。该方法实现简便，只需对天波和地波发射信号进行距离偏置，保证天波和地波雷达的海洋或目标回波谱在接收机滤波器带宽内且不产生距离和频谱混叠。利用已有的地波雷达接收系统，就可实现天波发射和地波发射两种超视距手段同时探测海洋或目标。这种联合探测的模式可以提高风、浪、流等海洋表面动力学参数探测的准确性，并提高了高频超视距雷达系统的探测距离，实现近距离精细化探测和远距离海洋表面动力学要素探测。
【专利说明】一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法，属无线电物理学、超视距雷达等【技术领域】。
【背景技术】
[0002]地波超视距雷达利用高频(3-30MHZ)垂直极化电磁波沿海面传播衰减小，传播距离远的这一特点，来探测视距外的海面、舰船和飞机等目标，其探测距离可达到400km。高频天波超视距雷达利用电离层对高频电波的反射实现远距离探测，探测距离在3000km以上。基于天波发射，地波接收的混合体制超视距高频雷达，克服了天波和地波超视距雷达存在的缺点，发挥二者优点，形成互补，提高了二者对于海洋表面动力学参数和海面目标探测的性能。在地波雷达站，地波超视距雷达能同时发射电磁波进行海洋和目标探测，同时能够接收天波雷达的海洋和目标回波，形成天地波一体化超视距雷达探测系统。已有的天地波一体化探测技术着重于天波发射、地波接收技术，用以获取较远距离海洋或目标信息，探测模式单一，对于海洋表面动力学参数探测精度有限。
【发明内容】
[0003]针对【背景技术】存在的问题，本发明提供一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法，使雷达系统不仅可以实现天波发射、地波接收，还能实现地波雷达同时进行发射和接收，并且能在地波接收机信号处理过程中把天波的地波回波与地波雷达自身的海洋回波进行有效分离。这两种工作模式的有机融合，相互补充，能较大程度提高风、浪、流等海洋表面动力学参数探测的精度，并提高了高频雷达系统的探测距离，实现近距离精细化探测和远距离海洋动力学要素探测。
[0004]本发明的目的是提供一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法，通过对发射信号进行距离偏置对雷达回波频谱进行搬移，能够在地波雷达站同时接收天波雷达和地波雷达的海洋和目标回波信号。
[0005]为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0006]一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法，在天波发射站和地波发射站对发射信号采用距离偏置的方法对雷达回波频谱进行搬移，使得在岸基的地波雷达站能同时接收天波雷达和地波雷达发射的信号经过海面、船或低空飞行的目标散射后的回波信号。
[0007]在天波发射端，根据天波发射站与地波雷达站间距和电离层反射高度等信息，计算天波直达波传播到地波站时间，对天波发射信号进行距离偏置；
[0008]在地波雷达站发射端，对地波发射信号进行距离偏置，使地波回波谱与天波回波谱分离。
[0009]所述的距离偏置的方法包括以下内容:
[0010]①根据天波信号传播路径的几何关系，计算出天波信号传播到地波雷达站直达波经过的路径，根据路径信息计算出天波信号直达波的传播时间；
[0011]②同时需要考虑天波雷达和地波雷达能够探测的最大距离，由天波雷达、地波雷达探测的最大距离和天波雷达、地波雷达的距离分辨率参数计算出回波信号所占带宽；
[0012]③根据①、②两点信息，调整天波和地波发射信号的发射时间参数，对天波发射信号和地波信号进行距离偏置，将天波雷达回波搬移到频谱右侧，将地波雷达回波向左侧搬移，使天波雷达和地波雷达回波谱接近，使天波海洋回波和地波海洋回波谱不重叠且分布紧凑。
[0013]所述距离偏置的方法包括对天波雷达和地波雷达的发射信号的发射时间根据偏移的距离做出调整；且保证天波和地波探测最大距离对应的回波谱在接收机滤波器带宽内；包括以下内容:
[0014]天波雷达站和地波雷达站信号发生器的时钟均用雷达系统中的GPS系统驯服高频率稳定度、低相位噪声晶振提供时间频率基准，以此时钟为基准产生的天波发射信号、地波发射信号和地波接收本振为相干信号；同时利用雷达系统中的同步控制模块产生雷达同步控制时序，实现天波雷达和地波雷达之间的同步；天波雷达站发射线性调频连续波信号，地波雷达站发射线性调频中断连续波信号，二者发射同步；
[0015]天波雷达站发射线性调频连续波信号:
[0016]
【权利要求】
1.一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法，其特征在于:在天波发射站和地波发射站对发射信号采用距离偏置的方法对雷达回波频谱进行搬移，使得在岸基的地波雷达站能同时接收天波雷达和地波雷达发射的信号经过海面、船或低空飞行的目标散射后的回波信号。
2.根据权利要求1所述的一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法，其特征在于:在天波发射端，根据天波发射站与地波雷达站间距和电离层反射高度等信息，计算天波直达波传播到地波站时间，对天波发射信号进行距离偏置； 在地波雷达站发射端，对地波发射信号进行距离偏置，使地波回波谱与天波回波谱分离。
3.根据权利要求1或2所述的一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法，其特征在于:所述的距离偏置的方法包括以下内容: ①根据天波信号传播路径的几何关系，计算出天波信号传播到地波雷达站直达波经过的路径，根据路径信息计算出天波信号直达波的传播时间； ②由天波雷达、地波雷达探测的最大距离和天波雷达、地波雷达的距离分辨率参数计算出回波信号所占带宽； ③根据①、②两点信息，调整天波和地波发射信号的发射时间参数，对天波发射信号和地波信号进行距离偏置，将天波雷达回波搬移到频谱右侧，将地波雷达回波向左侧搬移，使天波海洋回波和地波海洋回波谱不重叠且分布紧凑。
4.根据权利要求3所述的一种实现同时接收天波和地波超视距雷达信号的方法，其特征在于:所述距离偏置的方法包括对天波雷达和地波雷达的发射信号的发射时间根据偏移的距离做出调整；且保证天波和地波探测最大距离对应的回波谱在接收机滤波器带宽内；包括以下内容: 天波雷达站和地波雷达站信号发生器的时钟均用雷达系统中的GPS系统驯服高频率稳定度、低相位噪声晶振提供时间频率基准，以此时钟为基准产生的天波发射信号、地波发射信号和地波接收本振为相干信号；同时利用雷达系统中的同步控制模块产生雷达同步控制时序，实现天波雷达和地波雷达之间的同步；天波雷达站发射线性调频连续波信号，地波雷达站发射线性调频中断连续波信号，二者发射同步； 天波雷达站发射线性调频连续波信号Ts (t):
【文档编号】G01S7/292GK103869293SQ201410126917
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】吴雄斌, 柳剑飞, 张兰, 李正勇, 曹泽明, 田建生 申请人:武汉大学