高频地波雷达电离层杂波的空域极化域协同抑制方法

阳云龙 毛兴鹏 董英凝 邓维波

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高频地波雷达电离层杂波的空域极化域协同抑制方法

    作者简介: 阳云龙(1988-),男,广西人,哈尔滨工业大学电子与信息工程学院在读博士研究生,主要研究方向为雷达极化敏感阵列信号处理技术。E-mail:yangyl@hit.edu.cn;董英凝(1969-),女,黑龙江人,现任教于哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,副教授,硕士生导师,主要研究方向为新体制雷达技术和现代信号处理。E-mail:dongyn@hit.edu.cn董英凝(1969-),女,黑龙江人,现任教于哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,副教授,硕士生导师,主要研究方向为新体制雷达技术和现代信号处理。E-mail:dongyn@hit.edu.cn;邓维波(1961-),男,黑龙江人,现任教于哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,教授,博士生导师,主要研究方向为雷达目标散射特性、雷达抗干扰技术以及阵列信号处理。E-mail:dengweibo@hit.edu.cn.
    通讯作者: 毛兴鹏, mxp@hit.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(61171180),中央高校基本科研业务费专项资金(HIT.MKSTISP.201626)

Space-polarization Collaborative Suppression Method for Ionospheric Clutter in HFSWR

    Corresponding author: Mao Xingpeng, mxp@hit.edu.cn ;
  • Fund Project: The National Natural Science Foundation of China (61171180),Fundamental Research Funds for the CentralUniversities (HIT.MKSTISP.2016 26)

  • 摘要: 高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)能够探测视距外的海上目标和超低空飞行器,但其性能通常被电离层杂波严重影响。该文使用一种空域极化域协同滤波算法用于电离层杂波抑制。针对其中电离层杂波空域和极化域参数的估计问题,在距离-多普勒域上利用基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的DOA测角方法进行空域参数估计,并提出一种基于统计特性的极化参数估计方法完成极化参数估计。这两种估计方法可获得更高的参数估计精度,从而提高了电离层杂波空域极化域抑制方法的性能。某HFSWR系统实测数据处理结果表明了参数估计和电离层杂波抑制方法的有效性。
  • [1] Chan H C.Iceberg detection and tracking using high frequency surface wave radar[R].Defence Research Establishment Ottawa (ontario),1997.
    [2] Chan H C.Detection and tracking of low-altitude aircraft using HF surface-wave radar[R].Defence Research Establishment Ottawa (ontario),1998.
    [3] Chan H C.Characterization of ionospheric clutter in HF surface-wave radar[R].Defence RD Canada-Ottawa,2003.
    [4] Fabrizio G A,Gray D A,and Turley M D.Experimental evaluation of adaptive beamforming methods and interference models for high frequency over-the-horizon radar systems[J].Multidimensional Systems and Signal Processing,2003,14(1):241-263.
    [5] Fabrizio G A,Gershman A B,and Turley M D.Robust adaptive beamforming for HF surface wave over-the-horizon radar[J].IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,2004,40(2):510-525.
    [6] Wan Xian-rong,Cheng Feng,and Ke Heng-yu.Experimental trials on ionospheric clutter suppression for high-frequency surface wave radar[J].IEE Proceedings Radar,Sonar and Navigation,2006,153(1):23-29.
    [7] Guo Xin,Sun Hong-bo,and Yeo T S.Interference cancellation for high-frequency surface wave radar[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,2008,46(7):1879-1891.
    [8] Riddolls R J and Adve R S.Two-dimensional adaptive processing for ionospheric clutter mitigation in high frequency surface wave radar[C].Proceedings of Radar Conference,Pasadena,2009:1-4.
    [9] Wan Xian-rong,Ke Heng-yu,and Wen Bi-yang.Adaptive ionospheric clutter suppression based on subarrays in monostatic HF surface wave radar[J].IEE Proceedings Radar,Sonar and Navigation,2005,152(2):89-96.
    [10] 黄亮,文必洋,吴立明,等.高频地波雷达电离层干扰抑制研究[J].电波科学学报,2007,22(4):626-630. Huang Liang,Wen Bi-yang,Wu Li-ming,et al..Ionospheric interference mitigation in HFSWR[J].Chinese Journal of Radio Science,2007,22(4):626-630.
    [11] Li Lei,Xu Rong-qing,and Li Gao-peng.Robust ionospheric clutter mitigation method for high frequency surface wave radar[J].Science in China Series F:Information Sciences,2008,51(12):2087-2093.
    [12] Tian Wen-long,Li Gao-peng,and Xu Rong-qing.Ionospheric clutter mitigation for high-frequency surface-wave radar using two-dimensional array and beam space processing[J].IET Radar,SonarNavigation,2012,6(3):202-211.
    [13] Mao Xing-peng and Liu Yong-tan.Null phase-shift polarization filtering for high-frequency radar[J].IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,2007,43(4):1397-1408.
    [14] Mao Xing-peng,Liu Ai-jun,Hou Hui-jun,et al..Oblique projection polarisation filtering for interference suppression in high-frequency surface wave radar[J].IET Radar,SonarNavigation,2012,6(2):71-80.
    [15] Mao Xing-peng,Hong Hong,Deng Wei-bo,et al..Research on polarization cancellation of nonstationary ionosphere clutter in HF radar system[J].International Journal of Antennas and Propagation,2015:1-12.
    [16] 洪泓,毛兴鹏,果然,等.基于距离-多普勒域的电离层杂波极化抑制方法[J].系统工程与电子技术,2014,36(12):2400-2405.Hong Hong,Mao Xing-peng,Guo Ran,et al..Method for polarization cancellation of ionospheric clutter based on range-Doppler domain[J].Journal of Systems Engineering and Electronics,2014,36(12):2400-2405.
    [17] Hong Hong,Mao Xing-peng,and Hu Cui.A multi-domain collaborative filter for HFSWR based on oblique projection[C].Proceedings of Radar Conference,Atlanta,2012:0907-0912.
    [18] 王秀红,毛兴鹏,张乃通.基于DOA的脉冲压缩雷达单快拍DOA估计[J].系统工程与电子技术,2014,36(9):1737-1743.Wang Xiu-hong,Mao Xing-peng,and Zhang Nai-tong.Single-snap DOA estimation based on compressed sensing in pulse compression radar system[J].Journal of Systems Engineering and Electronics,2014,36(9):1737-1743.
    [19] Behrens R T and Scharf L L.Signal processing applications of oblique projection operators[J].IEEE Transactions on Signal Processing,1994,42(6):1413-1424.
    [20] Wong K T,Li Linshan,and Zoltowski M D.Root-MUSIC-based direction-finding and polarization estimation using diversely polarized possibly collocated antennas[J].IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,2004,3(1):129-132.
    [21] 田野.基于稀疏重构的阵列信号多参数估计[D].[博士论文],吉林大学,2014:77-89.Tian Ye.Multi-parameter estimation for array signals based on sparse reconstruction[D].[Ph.D.dissertation],Jilin University,2014:77-89.
    [22] 李阳.张量理论及其在阵列处理中的应用研究[D].[博士论文],复旦大学,2014:147-151.Li Yang.Tensor theory and its application to array signal processing[D].[Ph.D.dissertation],Fudan University,2014:147-151.
  • [1] 李海张志强周盟 . 基于WVD的机载相控阵雷达机动目标检测及参数估计方法. 雷达学报, 2015, 4(4): 393-400. doi: 10.12000/JR15094
    [2] 郑明洁闫贺张冰尘赵凤军杨汝良 . 基于DBS 图像的双通道广域监视雷达动目标检测和参数估计方法. 雷达学报, 2012, 1(1): 36-42. doi: 10.3724/SP.J.1300.2013.20007
    [3] 巩朋成刘刚黄禾王文钦 . 频控阵MIMO雷达中基于稀疏迭代的多维信息联合估计方法. 雷达学报, 2018, 7(2): 194-201. doi: 10.12000/JR16121
    [4] 陈功伯李勇陶满意 . 基于信号的环视SAR 成像参数估计方法. 雷达学报, 2013, 2(2): 203-209. doi: 10.3724/SP.J.1300.2013.20073
    [5] 田瑞琦鲍庆龙王丁禾陈曾平 . 基于FRFT与Keystone变换的运动目标参数估计算法. 雷达学报, 2014, 3(5): 511-517. doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.14058
    [6] 王超王岩飞刘畅刘碧丹 . 基于参数估计的高分辨率SAR运动目标距离徙动校正方法. 雷达学报, 2019, 8(1): 64-72. doi: 10.12000/JR18054
    [7] 杨琪邓彬王宏强秦玉亮 . 太赫兹雷达目标微动特征提取研究进展. 雷达学报, 2018, 7(1): 22-45. doi: 10.12000/JR17087
    [8] 陈莹钟菲郭树旭 . 非合作跳频信号参数的盲压缩感知估计. 雷达学报, 2016, 5(5): 531-537. doi: 10.12000/JR15106
    [9] 丁柏圆钟金荣马聪慧文贡坚 . 基于属性散射中心模型的SAR 目标重构可视化增强方法. 雷达学报, 2013, 2(4): 499-506. doi: 10.3724/SP.J.1300.2013.13071
    [10] 赵宁周芳王震邢孟道葛家龙鲁加国 . P 波段雷达成像电离层效应的地面观测与校正. 雷达学报, 2014, 3(1): 45-52. doi: 10.3724/SP.J.1300.2014.13144
    [11] 朱莹张弓张劲东 . 基于DCS 的统计MIMO 雷达信号模型及参数估计. 雷达学报, 2012, 1(2): 143-148. doi: 10.3724/SP.J.1300.2012.20016
    [12] 李宇倩易建新万显荣刘玉琪占伟杰 . 外辐射源雷达直升机旋翼参数估计方法. 雷达学报, 2018, 7(3): 313-319. doi: 10.12000/JR17125
    [13] 马佳智施龙飞徐振海王雪松 . 单脉冲雷达多点源参数估计与抗干扰技术进展. 雷达学报, 2019, 8(1): 125-139. doi: 10.12000/JR18093
    [14] 李亮洪峻明峰 . 电离层对中高轨SAR影响机理研究. 雷达学报, 2017, 6(6): 619-629. doi: 10.12000/JR17016
    [15] 符吉祥邢孟道徐丹王安乐 . 一种基于微波光子超高分辨雷达机翼振动参数估计方法. 雷达学报, 2019, 8(2): 232-242. doi: 10.12000/JR19001
    [16] 程丰曾庆平龚子平 . 高频外辐射源雷达一阶海杂波建模及仿真. 雷达学报, 2014, 3(6): 720-726. doi: 10.12000/JR14131
    [17] 马菁涛陶海红谢坚杨杰 . 基于旋转干涉仪的近场源参数估计算法. 雷达学报, 2015, 4(3): 287-294. doi: 10.12000/JR14146
    [18] 云亚娇齐向阳李宁 . 基于参数估计的海面运动舰船SAR成像方法. 雷达学报, 2016, 5(3): 326-332. doi: 10.12000/JR15104
    [19] 熊丁丁崔国龙孔令讲杨晓波 . 基于互相关熵的非高斯背景下微动参数估计方法. 雷达学报, 2017, 6(3): 300-308. doi: 10.12000/JR17007
    [20] 蒋文李王哲 . 基于幅相分离的属性散射中心参数估计新方法. 雷达学报, 2019, (): 1-10. doi: 10.12000/JR18097
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-28
  • 录用日期:  2016-06-15
  • 刊出日期:  2016-12-28

高频地波雷达电离层杂波的空域极化域协同抑制方法

    通讯作者: 毛兴鹏, mxp@hit.edu.cn
    作者简介: 阳云龙(1988-),男,广西人,哈尔滨工业大学电子与信息工程学院在读博士研究生,主要研究方向为雷达极化敏感阵列信号处理技术。E-mail:yangyl@hit.edu.cn;董英凝(1969-),女,黑龙江人,现任教于哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,副教授,硕士生导师,主要研究方向为新体制雷达技术和现代信号处理。E-mail:dongyn@hit.edu.cn董英凝(1969-),女,黑龙江人,现任教于哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,副教授,硕士生导师,主要研究方向为新体制雷达技术和现代信号处理。E-mail:dongyn@hit.edu.cn;邓维波(1961-),男,黑龙江人,现任教于哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,教授,博士生导师,主要研究方向为雷达目标散射特性、雷达抗干扰技术以及阵列信号处理。E-mail:dengweibo@hit.edu.cn
  • 1. (哈尔滨工业大学电子与信息工程学院 哈尔滨 150001)
  • 2. (哈尔滨工业大学信息感知技术协同创新中心 哈尔滨 150001)
基金项目:  国家自然科学基金(61171180),中央高校基本科研业务费专项资金(HIT.MKSTISP.201626)

摘要: 高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)能够探测视距外的海上目标和超低空飞行器,但其性能通常被电离层杂波严重影响。该文使用一种空域极化域协同滤波算法用于电离层杂波抑制。针对其中电离层杂波空域和极化域参数的估计问题,在距离-多普勒域上利用基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的DOA测角方法进行空域参数估计,并提出一种基于统计特性的极化参数估计方法完成极化参数估计。这两种估计方法可获得更高的参数估计精度,从而提高了电离层杂波空域极化域抑制方法的性能。某HFSWR系统实测数据处理结果表明了参数估计和电离层杂波抑制方法的有效性。

English Abstract

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