1、高頻地波雷達(dá)(High Frequency Surface Wave Radar，HFSWR)利用垂直極化高頻電磁波(3~30MHz)可實(shí)現(xiàn)對海上艦船、低空飛機(jī)等目標(biāo)的超視距探測以及對海洋表面狀態(tài)信息(如海流、風(fēng)場以及浪高等)進(jìn)行大范圍、全天候的海態(tài)遙感。船載HFSWR是岸基HFSWR技術(shù)的深入與發(fā)展，除繼承了岸基雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)外，其主要特點(diǎn)表現(xiàn)為船載平臺的靈活機(jī)動性。利用此特點(diǎn)，船載HFSWR可快速前往感興趣海域開展目標(biāo)探測或海態(tài)遙感作業(yè)
2、。因此，船載HFSWR在軍事和民用領(lǐng)域都有著廣泛的發(fā)展前景和應(yīng)用價值。
目前基于岸基HFSWR的海態(tài)遙感理論及應(yīng)用技術(shù)比較成熟，國內(nèi)外均已研制成功多種岸基HFSWR系統(tǒng)并得到推廣應(yīng)用。但基于船載HFSWR的海態(tài)遙感理論和應(yīng)用技術(shù)的研究基本屬于空白。本文以船載HFSWR為研究平臺，以海洋表面流為研究對象，開展船載HFSWR海洋表面流遙感方法研究。本文研究成果將為我國開展船載HFSWR海態(tài)遙感研究提供新的理論依據(jù)和方法，對無線電海
3、洋學(xué)的深入研究和發(fā)展具有重要的意義。本文主要研究內(nèi)容如下：
1.簡要介紹岸基HFSWR海洋表面流遙感的基本原理，并在此基礎(chǔ)上分析船載HFSWR海浪回波信號多普勒譜展寬的機(jī)理以及船載HFSWR應(yīng)用于海洋表面流遙感所需解決的主要問題，即海洋表面徑向流的波達(dá)方位(Direction-of-Arrival，DOA)估計(jì)、海浪回波信號空時耦合以及單站海洋表面矢量流估計(jì)問題。
2．針對船載HFSWR海洋表面徑向流方位估計(jì)中存在陣
4、元數(shù)少、可用快拍數(shù)據(jù)有限、展寬的海浪回波多普勒譜中容易出現(xiàn)目標(biāo)信號的問題以及復(fù)值稀疏表示方法普遍存在重構(gòu)精度低和計(jì)算量大的問題，首先理論分析船載HFSWR海浪回波信號在單個距離和多普勒分辨單元內(nèi)的稀疏性，然后研究基于實(shí)值陣列信號和實(shí)值陣列信號協(xié)方差陣稀疏表示的兩種DOA估計(jì)方法；最后通過計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果和實(shí)測船載HFSWR數(shù)據(jù)處理結(jié)果驗(yàn)證這兩種實(shí)值稀疏表示方法的有效性。
3.針對船載HFSWR海浪回波信號存在空時耦合的問題，首先
5、理論分析船載HFSWR海浪回波信號的特征譜及其分布特性，研究一種船載HFSWR海浪回波信號協(xié)方差陣秩(即海浪回波信號特征譜中大特征值的個數(shù))的估計(jì)方法；然后利用該方法對船載HFSWR海浪回波信號在整個空時二維聯(lián)合域中的稀疏性進(jìn)行理論分析，重點(diǎn)研究一種基于實(shí)值稀疏表示的空時二維多重信號分類(MUltiple SIgnal Classification，MUSIC)方法，并將其應(yīng)用于船載HFSWR海浪回波信號空時二維譜估計(jì)；最后通過計(jì)算機(jī)仿