高频地波雷达海流探测性能提升:阵列幅相校正技术

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"这篇论文是2012年由龙超、吴雄斌等人发表在《华中科技大学学报(自然科学版)》上的,主要研究了多频率高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar, HFSWR)的阵列幅相校正技术。他们提出了一种基于自适应遗传算法的无源校正方法,以改善雷达的海流探测性能。通过现场实测数据对比,显示校正后雷达的探测效果显著提升,尤其是在特定频率下,相关系数和均方根误差都有明显改善。该研究受到国家自然科学基金和国家高技术研究发展计划的资助。" 正文: 本文探讨了多频率高频地波雷达在实际应用中的挑战,即如何有效地校正阵列的幅度和相位,以提高海流探测的准确性和可靠性。高频地波雷达是一种用于监测海洋表面流动的远程遥感技术,其工作原理是利用海面反射的高频电磁波来探测海流信息。然而,由于阵列天线的制造和安装不完美,以及环境因素的影响,可能会导致幅度和相位失真,从而影响雷达的探测性能。 为了克服这一问题,作者提出了一个创新的解决方案,即采用自适应遗传算法进行无源校正。遗传算法是一种基于生物进化理论的全局优化方法,能够搜索多维参数空间,找到最优解。在该文中,他们将阵列的幅度和相位校正问题转化为一个多元参数的联合估计问题,通过遗传算法寻找最佳校正参数,以达到最优化的雷达性能。 现场实测数据显示,这种方法取得了显著的效果。在14.2 MHz的频率下,经过校正后的雷达与定点浮标观测的相关系数从0.77提升至0.85,均方根误差从29.25 cm/s降低到21.62 cm/s。而在22.5 MHz的频率下,相关系数从0.86提高到0.94,均方根误差从24.59 cm/s减小到17.58 cm/s。这些改进表明,通过这种校正方法,雷达对海流速度的测量精度显著增强,提高了海洋监测的可靠性。 论文的关键词包括高频地波、雷达、自适应遗传算法、阵列校正、参数估计,强调了本文的核心研究内容。它属于自然科学领域,特别是在电子信息技术与海洋科学的交叉部分。这篇研究对理解并改进高频地波雷达系统的设计与性能具有重要的理论和实践价值,对于未来海洋监测技术的发展提供了新的思路和技术手段。