无线宽带信号技术在天波超视距雷达中的应用

突破天波超视距雷达的窄带信号限制，大幅度提高雷达距离分辨率，对大范围空域和海域监视有重要意义。针对（5-30）MHz波段信号拥挤、噪声电平高、电离层信道多模多径等特性对天波雷达信号不大于20kHz带宽的物理限制，提出将1MHz带宽信号分割成100个10kHz带宽的子带信号，分别调制到多个载波上发射的多载波调制思想，实现信号的宽带化，从而大大提高天波超视距雷达的距离分辨率与检测性能。项目将设计20位长移位寄存器产生周期达兆位长的伪随机序列雷达信号,利用CDMA原理提高雷达的抗干扰能力；将研究多载波调制实现天波信道宽带传输的技术原理、由多载波窄带回波的解调信号合成宽带信号的物理条件、以及相应的信号处理算法。

本项目围绕高频天波雷达存在的关键技术难题，结合短波频段高频雷达电离层特性和海面回波特性，利用加拿大和国内实测数据，采用信号处理和计算机仿真方法，研究了采用正交频分体制传输短波信号的宽带方法和相关参数选择问题，提出了采用MIMO技术实现宽带天波超视距雷达信号多载波调制的方法，以及参数优化选取方法；研究了短波信道的电离层模型和相应的宽带信号传输技术实现问题，提出了仿真算法，编写能够进行多基站雷达电波传播的计算机仿真软件；研究了MIMO无线传输的空时信号编码译码算法，分析和仿真了采用空时分组码获得MIMO-OFDM系统的理论性能；从频域角度研究了MIMO体制的OTHR接收端等效发射波束形成输出信号与发射信号之间关系，以及利用MIMO特性抑制波束主瓣干扰问题，和MIMO体制雷达中的方位角估计问题，提出了新的学术观点；结合加拿大地波雷达海洋数据研究和提出了海面回波信号模型和高频雷达仿真信号的生成算法；研究和设计了一种具有加密特性的信号传输系统数学模型，提出了一种混沌加密编码方法；采用虚拟现实技术从海洋学角度研究和提出了海面波浪仿真算法；研究了基于压缩感知理论的雷达成像问题；研究了课题相关的非线性混沌系统分析与控制、高效信号传输调制技术、以及信号检测代价评估分析相关的模糊集基础理论，得到了一些新的结果；研究了用投影同步原理把二进制数扩展到M进制，提出了实现更快的传输的数学模型和算法。研究了一类具有不确定和时滞的线性离散系统的二次稳定控制问题，提出了相关理论和方法；与俄罗斯、加拿大学术界建立了研究合作关系；建立了一个以雷达信号处理为特色的探测信号与系统实验室与研究团队；与某研究所合作申请一个课题相关的国家级重点项目。