高频地波雷达技术的应用

蔡旺

摘 要：高频地波雷达技术有着全天候、大范围、超视距、成本低廉的优势，作为一种全新的海洋监测技术，在各个临海国家中得到了应用。本文主要就高频地波雷达的常见类型与应用进行分析。

关键词：高频地波雷达；类型；应用

高频地波雷达技术是近代科学家研究出来的一种海洋监测技术，能够对世界各国的专属经济区进行有效的检测，此种技术具有超大的视距、超大的范围并且能够实现全天候检测的特点。由于此技术的开发和使用成本低廉，受到各发达国家的青睐，尤其是各临海国家都对此项技术进行了深入的研究，为世界各国起到了示范作用。

一、高频地波雷达应用现状

（一）目标探测用高频地波雷达

高频地波雷达一个重要的功能就是进行目标探测，在军用领域高频地波雷达主要应用到了纯军事化思路，并且以对于远距离的目标进行检测、预警。世界各国都对此技术做出了成功案例，如英国的“监督员”系统、俄罗斯的“向日葵”系统还有加拿大的SWR-503系统，这些系统的技术都较为成熟。这些系统的优点是频带较宽、发射功率非常大、接收天线的规模非常大，并且每一个单部雷达都具有较强的目标探测能力。但是它也有自身的缺点，就是系统过于复杂，机动性和隐蔽性较差，需要有较强的保障条件，很难进行大规模的建设。

另外，在军事界还存在着民用高频地波雷达的应用，但是此技术还处于研究实验阶段。与军用领域的高频地波雷达相比，民用的雷达发射功率较低，一般只有几十瓦到几百瓦级别，天线的阵容也较小，对于目标的探测距离和方位的分辩也较低。民用高频地波雷达目前很难满足实际的需要但是随着高分辨空间谱估技术的发展，抗电离层干扰技术的不断成熟，民用高频地波雷达技术也具有很好的发展前景。

（二）海洋环境监测用高频地波雷达

海洋动力学参数的探测也是高频地波雷达的一项重要应用，高频地波雷达技术能够在短时间内获取较大范围的海面状态的参数分布。但是、地波雷达对于海浪、风场参数的探测还处于研发阶段，短期内还不能用于实际应用。目前存在的主要困难是，在提取海浪和风场参数所依据的回波信号较弱，且容易受到外界环境的影响。

二、高频地波雷达应用中存在的问题

（一）高频地波雷达易受到电离层的干扰

短波段适合高频地波雷达工作，然而短波段也是高频通信、广播和各类大气等工作频率比较集中的频段。同时电离层在高频段的中低端对雷达探测信号干扰性最强，这就能够导致方圆百公里范围内的探测目标反馈信号不准确。目前国内外对于抗电离层的干扰技术进行了深入的研究，但是并没有取得较好的效果。

（二）更精确的风、浪参数反演理论和技术

我国相关领域对于地波在雷达风和浪探测方面进行了深入的研究，也取得了突破性的成果，但是这些应用在实际业务上还不太现实。目前地波雷达风、浪繁衍的主要困难就是如上所说的，在海浪和风场参数提取上容易受到噪声和各种干扰的影响。那么为了缓解这一困难，可以采用雷达实时选频系统来选择较为纯正的频率，利用噪声抑制和抗干扰技术也能够有效缓解这些困难。

（三）雷达结果的应用规范问题

海态探测用高频地波雷达输出时间频率一般控制在十分钟到一个小时之内，在此时间段上获取连续的、大范围内的流场、风场和浪场的分布数据，包括在时间、空间和采样方式所对应的物理参数。目前国际上对于海洋探测技术和手段都有着研究和应用，对于其中的测量手段和数据也都有明确的使用规范和应用标准，而地波雷达探测技术一直处于探索研究中，也在质量控制和雷达数据与海洋动力学模型进行同化方面积累了一定的经验，但是仍然不能广泛应用到实际工作当中。

三、武汉大学在高频地波雷达技术的研究

武汉大学是我国最早展开空间物理研究和高层人才培养的基地，武汉大学的侯杰昌教授早在七十年代就已经开始关注高频地波雷达的海洋探测技术，到了八十年代初，哈尔滨工业大学也展开了相关的研究。侯教授带领一批精干的队员从1987年展开了追踪研发高频地波雷达系统的工作，并且在经费紧张的情况下，为此技术的发展奠定了坚实的基础。终于在1993年研制成功了我国第一台专用于海洋探测的高频地波雷达OSMAR。在我国的政策支持之下，吴世才教授组织各方精英，花费了大量的心血和精力，获得了863计划的支持，使我国的高频地波雷达海洋探测技術的研究和发展更为顺利，在“十五”、“十一五”的大力支持之下，取得了科研成果，使得SOMAR系列的高频地波雷达技术应用到了还有探测之中。总之，高频地波雷达技术的应用在海洋探测方面有着重要的意义，但是此技术并不是十分完善，需要相关科研人员不懈努力将其进一步完善。

参考文献：

[1] 苏洪涛，张守宏，保铮.高频地波超视距雷达目标距离、方位角和多普勒频移估计算法[J].电子与信息学报，2007（03） .

[2] 刘爱国，察豪，席泽敏，周沫.舰载微波超视距雷达天线架设高度研究[J].现代雷达，2009（04）.

[3] 周涛，孔庆国，钱一婧，施春荣.高频地波雷达技术及其发展趋势[J].雷达与对抗，2008（04）.

[4] 厉春生，李静，孙长国.地波超视距雷达抗电台干扰方案设计[J].舰船电子对抗，2008（04）.