[发明专利]一种高频雷达大幅度电离层相径扰动抑制方法

权利要求书

1.一种高频雷达大幅度电离层相径扰动抑制方法，其特征在于，包括以下过程：

步骤1对受污染的海杂波信号进行广义参数化时频分析得到GPTF时频分布GPTF₁[·]；

步骤2对步骤1得到的GPTF₁[·]进行特征分解，并对特征分解后的矩阵重构每个信号x_i(n),i＝1,2,...，其中x_i(n)为海杂波正负Bragg瞬时频率；

步骤3对重构后的每个信号x_i(n),i＝1,2,...分别再通过广义参数化时频分析得到其各自对应的GPTF时频分布GPTF₂[·]；

步骤4每个GPTF₂[·]分别进行最优路径算法检测，提取电离层相位扰动的瞬时频率；

步骤5将提取的电离层调制频率积分得到相位校正函数，校正污染海杂波回波信号。

2.如权利要求1所述高频雷达大幅度电离层相径扰动抑制方法，其特征在于，步骤5进一步包含以下过程：

表示提取出的海杂波Bragg峰瞬时频率，f_B是一阶海杂波Bragg峰频率，则电离层引起的频率调制为：

因此，电离层相位扰动函数为：

相位扰动补偿后的回波信号结果为：

式中，A(t)为回波幅度，θ(t)是电离层平稳时的回波相位，m(t)是电离层扰动相位。

3.如权利要求1所述高频雷达大幅度电离层相径扰动抑制方法，其特征在于，步骤4中所述最优路径为受到电离层相位扰动的海杂波在时频域上表现出的随时间变化的瞬时频率分布曲线，最优路径检测算法是通过信号能量累积的方式自适应地搜索时频图中能量最大信号的时频分布曲线，并提取出信号的瞬时频率曲线。

4.如权利要求1所述高频雷达大幅度电离层相径扰动抑制方法，其特征在于，对受污染的海杂波信号进行的广义参数化时频分析，和对重构后的每个信号分别进行的广义参数化时频分析，包含：通过引入频率旋转与平移算子，利用频率旋转算子将非平稳信号的时频特征进行旋转，使信号趋于平稳，然后对旋转后的信号做短时傅里叶变换，最后利用频率平移算子将信号时频特征移至真实脊线位置。

5.如权利要求1所述高频雷达大幅度电离层相径扰动抑制方法，其特征在于，步骤1和步骤3中的广义参数化时频分析，是对相应的信号进行如下运算：

其中，s_r(τ)表示瞬时频率为任意函数的复信号，κ_P(τ)表示广义参数化时频分析的变换核，P表示变换核参数，表示频率旋转算子，表示频率平移算子，g_σ(τ)表示时频变换的窗函数，表示g_σ(τ)的共轭，f表示信号的瞬时频率。

6.如权利要求4所述高频雷达大幅度电离层相径扰动抑制方法，其特征在于，广义参数化时频分析进一步包括：将变换核参数精度与时频集中度结合，对变换核参数进行迭代求最优，即对信号时频特征进行循环逼近求精得到最合适的变换核参数，确定频率旋转算子与平移算子，利用确定的频率旋转算子与频率平移算子对非平稳信号进行旋转平移，使信号趋于平稳。

7.如权利要求1所述高频雷达大幅度电离层相径扰动抑制方法，其特征在于，进一步包含污染海杂波数据生成，建立电离层污染后的展宽海杂波谱模型作为电离层相径扰动抑制时的输入信号模型；

所述电离层污染后的展宽海杂波谱模型为

式中，N为波束指向个数，K为距离单元个数，l为距离门，θ_i为波束指向，为海杂波的幅度，为第l个距离门、第θ_i个波束指向、第k个距离单元的一阶海杂波的Bragg频率，φ(t)为电离层相径扰动函数。