高频地波雷达稀疏频率波形优化设计

胡 恒 贺亚鹏 庄珊娜 朱晓华

(南京理工大学电子工程与光电技术学院 南京 210094)

1 引言

工作于高频段(3～30 MHz)的高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar, HFSWR)利用垂直极化电磁波沿海面传播损耗小的特点，可探测视距外的舰船及低空突防的飞机、导弹等目标，且作用距离可达300～400 km，能有效覆盖常规微波雷达和天波超视距雷达的监视和引导“盲区”，在军事和民用领域得到了广泛应用[1−3]。然而来自广播电台、民用电台及近海工作的无线通讯系统的强功率同频窄带干扰，严重影响了HFSWR系统的目标探测性能。如何根据外界频谱环境，实时高效地抑制窄带干扰已成为HFSWR系统亟待解决的重要课题[4,5]。

自20世纪90年代以来，针对窄带干扰在雷达系统中的抑制问题，国内外研究人员提出了一系列的处理方法。一种比较直接的方法是采用零陷滤波器[6]，即接收滤波器在干扰所在频带内形成零陷，降低干扰对信号处理系统的影响，但该方法抑制干扰的同时也造成了目标回波能量的损失，且会引起匹配滤波器(Matched Filter, MF)失配问题，导致弱小目标无法检测。针对该问题，文献[7,8]创造性地选取不连续的雷达工作频段合成大带宽来满足高分辨力及抗干扰要求，解决了零陷滤波器能量损失及MF失配问题。依据这一思路，文献[9]提出了基于稀疏频率的最优干扰抑制发射和接收波形设计方法，通过优化设计频域稀疏的发射波形，可充分利用不连续的频谱而不被其他干扰所影响；然而最优干扰抑制稀疏频率波形具有旁瓣高的缺陷，虽然通过加窗能够在一定程度上缓解高旁瓣带来的多目标分辨问题，但该方法会引起失配信噪比损失及主瓣展宽，造成邻近目标分辨力下降，影响HFSWR系统检测性能。……