天波雷达电离层相位污染的高效投影校正方法

本文主要探讨的是校正天波雷达电离层相位污染的一种创新方法——相位投影法(PPA)，发表在2015年6月的空军预警学院学报上。电离层相位污染是天波超视距雷达(OTHR)工作中的关键问题，因为电离层的随机性、色散性和不均匀性会导致雷达回波谱展宽，影响低速目标如舰船的检测，尤其是在长相干积累情况下，信号相位的相参性会受到严重影响。 PPA方法的提出基于高阶瞬时矩(HIM)的理论，它通过利用投影矩阵技术，直接将回波信号的相位映射到电离层引起的污染相位上，从而避免了累积相位误差和选择多项式模型阶数的复杂性。这种方法的优势在于其通用性好，能够有效应对不同形式的相位污染，而且具有较高的鲁棒性，运算量相对较小，更适合实际工程应用。 与已有的改进相位梯度法(IPGA)和多项式相位(PPS)方法相比，PPA显示出更好的适应性。IPGA依赖于计算相位梯度来估计污染，而PPS则需预设多项式模型，这两者可能在复杂或未知的电离层条件下效果不如PPA稳定。作者们通过仿真验证了PPA的有效性，表明在没有设置应答器的多种应用场景下，PPA是更为理想的解决方案。 此外，文中还介绍了天波超视距雷达的工作原理，它在3到30MHz的高频频段工作，利用电离层后向散射机制可探测远距离目标。然而，电离层动态特性对雷达性能的影响不容忽视，因此，研究和开发有效的电离层相位校正技术对于提升OTHR的探测能力至关重要。 总结来说，这篇论文提供了一种实用且有效的策略，用于减少天波雷达电离层相位污染的影响，这对于提升雷达系统的性能和可靠性具有重要的工程价值。