高頻地波海態(tài)探測雷達(dá)天線技術(shù)

高火濤 周 林 趙華僑 張華君 史 劼 張小林

(武漢大學(xué)電子信息學(xué)院，湖北 武漢 430072)

引 言

高頻地波海態(tài)探測雷達(dá)工作在電磁波譜的短波波段，利用它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對海面艦船、海冰、低飛導(dǎo)彈和飛機(jī)等移動目標(biāo)的超視距探測，探測距離甚至可達(dá)300 km以上，還能利用海洋表面對高頻電磁波的一階散射和二階散射機(jī)理，從雷達(dá)回波中獲取海面風(fēng)、浪、流等環(huán)境動力學(xué)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對海面進(jìn)行大范圍、高精度、全天候和低成本的實(shí)時監(jiān)測，是一種能實(shí)現(xiàn)對專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)(Exclusive Economic Zone,EEZ)進(jìn)行有效監(jiān)測的高科技設(shè)備[1-3].

高頻地波雷達(dá)研究始于上世紀(jì)60年代初[4].1972年，Barrick在美國國家海洋大氣局(The National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA工作期間即開始從事高頻地波雷達(dá)海洋環(huán)境動力參數(shù)探測技術(shù)研究，并于1977年公布了他們的海岸海洋動力學(xué)應(yīng)用雷達(dá)(Coastal Ocean Dynamics Application Radar,CODAR)產(chǎn)品[4].目前國際上除美國外，加拿大、德國、英國、日本、俄羅斯、法國、澳大利亞和新加坡等國均在進(jìn)行高頻地波雷達(dá)的研究，并且實(shí)施了多年的對比驗(yàn)證試驗(yàn)和應(yīng)用示范.中國從20世紀(jì)80年代初至今，哈爾濱工業(yè)大學(xué)(簡稱哈工大)、武漢大學(xué)(簡稱武大)、華東師范大學(xué)和西安電子科技大學(xué)(簡稱西電)等單位相繼開展了高頻地波雷達(dá)的研究，研究成果甚至實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化.高頻地波雷達(dá)盡管品種繁多.但一般都由發(fā)射天線、接收天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信息處理機(jī)等設(shè)備組成.其中，發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和信息處理系統(tǒng)等設(shè)備大同小異，系統(tǒng)差別主要表現(xiàn)在收發(fā)天線系統(tǒng)形式上，而且還處于發(fā)展之中.高頻地波雷達(dá)盡管技術(shù)上有很大的發(fā)展，但仍然存在著不少問題值得進(jìn)一步研究，其中之一就是雷達(dá)天線問題，它不僅直接關(guān)系到系統(tǒng)的成本，也影響著系統(tǒng)的整體性能，甚至制約著系統(tǒng)的推廣應(yīng)用.基于此，文章在詳細(xì)介紹和總結(jié)國內(nèi)外高頻地波雷達(dá)天線40多年發(fā)展基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了高頻地波雷達(dá)天線設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的若干實(shí)際和關(guān)鍵性問題，基于某高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，提出并設(shè)計(jì)了一套新的高頻地波雷達(dá)天線方案.

1 高頻地波海態(tài)探測雷達(dá)天線發(fā)展?fàn)顩r

高頻地波海態(tài)探測雷達(dá)天線分為發(fā)射天線和接收天線，實(shí)用中發(fā)射天線一般為垂直極化單極鞭天線、八木天線或?qū)?shù)周期天線形式，在窄帶系統(tǒng)中，一般采用單極鞭天線或八木天線作為發(fā)射天線，對數(shù)周期天線一般用于寬帶系統(tǒng).由于發(fā)射天線對天線效率要求高，因此，其天線設(shè)計(jì)方案均是基于傳統(tǒng)天線設(shè)計(jì)理念，一直以來，沒有實(shí)質(zhì)性的新意.接收天線形式較多，按形式可分為緊湊型和陣列型兩種.美國國家海洋大氣局(NOAA)電波傳播實(shí)驗(yàn)室于20世紀(jì)70年代末研制的CODAR系統(tǒng)高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)[5]，發(fā)射天線采用的是定向八木天線，接收天線采用的是4元鞭天線組成的方陣，采用定向(Direction Finding DF)算法獲得信號的到達(dá)角.圖1為CODAR早期的收發(fā)天線.

進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，CODAR系統(tǒng)將接收天線重新設(shè)計(jì)成緊湊的交叉環(huán)/單極子天線，DF算法也由求閉合解過渡到最小二乘法[6]，其接收天線見圖2.與此同時，英國也推出了表層海流雷達(dá)(Ocean Sruface Current Radar,OSCR)高頻地波雷達(dá)[7]，其接收天線陣采用了線形相控陣技術(shù).

圖1 CODAR早期的接收天線 圖2 單極子交叉環(huán)接收天線

到了20世紀(jì)90年代，隨著微電子技術(shù)、天線技術(shù)、信號處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，高頻地波雷達(dá)整體性能發(fā)展到一個新的水平.CODAR公司以天線小型化為主要研究方向，在天線設(shè)計(jì)和信號波達(dá)方向估計(jì)算法上推陳出新，其中，最為典型的是SeaSonde系統(tǒng)[8]和超方向接收系統(tǒng)[9]，這兩種系統(tǒng)發(fā)射天線均采用的是單極全向天線，但接收天線系統(tǒng)則大不相同，前者接收天線采用的是一種更為緊湊的交叉環(huán)/單極子天線，如圖3所示，后者接收天線采用的是一種小型架高超方向圓形陣，如圖4所示.在此期間，加拿大也推出了一種多用途的HF-GWR和SWR-503系統(tǒng)，其發(fā)射天線采用的是對數(shù)周期天線，發(fā)射波束寬度為120°，接收天線由40元寬帶單極子天線組成相控陣，陣長880 m，該雷達(dá)屬典型的窄波束雷達(dá)，如圖5所示[10-12].德國漢堡大學(xué)物理海洋研究所通過引進(jìn)早期的CODAR系統(tǒng)，開發(fā)了自己的WERA高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)，其接收天線由4～16個單極天線組成，基于波束形成(BF)和定向(DF)算法來確定回波到達(dá)角，如圖6所示[13-14].英國[15-19]、俄羅斯[20]、澳大利亞[21-23]和日本[24]等國也分別推出了各自的高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)OSCR、Overseer、TELETS、Iluka和LROR等，其接收天線基本上是陣列形式.為了提高地波雷達(dá)性能，美國密歇根大學(xué)率先研制出一種岸基四頻MCR高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)，其接收天線陣由8元環(huán)形天線組成，如圖7所示[25].目前，澳大利亞正在研制名為海況監(jiān)測分析雷達(dá)(SECAR)的雙基地高頻地波雷達(dá)，接收天線仍然為平面陣[26].

圖3 SeaSonde接收天線 圖4 超方向接收天線

圖5 加拿大地波雷達(dá)接收天線陣

進(jìn)入21世紀(jì)，美國基于數(shù)字技術(shù)推出了新一代的ISR多頻收發(fā)共址地波雷達(dá)系統(tǒng)，該雷達(dá)的發(fā)射天線為小型化對數(shù)周期天線，接收天線為方形環(huán)天線陣，如圖8所示[27-28].

圖6 德國WERA接收天線 圖7 MCR地波雷達(dá)接收天線

圖8 ISR多頻地波雷達(dá)

為了進(jìn)一步減少天線占地面積，美國CODAR公司目前又開發(fā)了一種收發(fā)一體化的地波雷達(dá)系統(tǒng)，其天線系統(tǒng)如圖9所示.有人甚至提出了一種天線置于浮標(biāo)上的地波雷達(dá)系統(tǒng)，天線示意圖如圖10所示[29-30].

圖9 收發(fā)一體化天線 圖10 基于浮標(biāo)的地波雷達(dá)天線示意圖

在中國，高頻地波雷達(dá)研究也相當(dāng)活躍.20世紀(jì)80年代初至今，哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制了岸基和艦載體制用于探測海面和低空移動目標(biāo)的高頻地波雷達(dá)(Frequency Surface Wave Over-The-Horizon Radar,HFSW-OTHR)，其發(fā)射天線采用的是對數(shù)周期天線，接收天線采用的是均勻平面陣[31].如圖11所示.從1987年起，武漢大學(xué)在國家自然科學(xué)基金和國家863計(jì)劃支持下，相繼研制了用于海態(tài)分析的OSMAR系列地波雷達(dá).發(fā)射天線有全向單極天線，也有八木天線；接收天線既有緊湊的交叉環(huán)/單極子天線，也有大小不等的陣列天線，如圖12所示為“九五”期間研制的“一發(fā)八收，收發(fā)共用”收發(fā)天線陣[32-33].20世紀(jì)90年代中期，華東師范大學(xué)在國家教委的資助下，把一套收發(fā)設(shè)備改裝成了一種海況監(jiān)測分析雷達(dá)(SESAR)，其發(fā)射天線采用四元八木天線，接收天線由四個二元八木天線組成[34].如今西安電子科技大學(xué)基于SIAR技術(shù)也提出了自己的高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)，其接收天線為八木天線構(gòu)成的平面天線陣[35]，如圖13所示.

圖11 哈工大地波雷達(dá)接收天線 圖12 武大的地波雷達(dá)接收天線

發(fā)射天線 接收天線圖13 西電地波雷達(dá)天線陣

由于地波雷達(dá)探測距離有限，為了增加雷達(dá)探測距離和機(jī)動性，美國、英國、德國和中國哈爾濱工業(yè)大學(xué)相繼對艦載地波雷達(dá)進(jìn)行了研究[36-40]，艦載地波雷達(dá)發(fā)射天線一般為單極天線，接收天線為單極子交叉環(huán)天線或沿船舷布設(shè)的陣列天線.如圖14所示[41].

圖14 艦載地波雷達(dá)

在地波雷達(dá)的發(fā)展過程中，除了研制固定式雷達(dá)系統(tǒng)以外，還有車載機(jī)動式可重構(gòu)方案[42]和基于SAR的運(yùn)動型方案[43]以及可搬遷多頻地波雷達(dá)方案[44].如圖15表示車載機(jī)動式可重構(gòu)地波雷達(dá)天線示意圖；圖16表示基于合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)的運(yùn)動型車載天線方案；圖17表示可搬遷多頻地波雷達(dá)接收天線系統(tǒng).顯然，天線小型化，對提高車載可重構(gòu)型和運(yùn)動型以及可搬遷地波雷達(dá)機(jī)動性至關(guān)重要.

圖15 車載可重構(gòu)雷達(dá)收發(fā)天線 圖16 基于SAR地波雷達(dá)收發(fā)天線

天線系統(tǒng) 雷達(dá)設(shè)備方艙圖17 可搬遷多頻地波雷達(dá)系統(tǒng)

值得一提的是，由于電離層的影響，高頻雷達(dá)接收天線在接收來自海洋回波信號的同時，還會接收到來自電離層近垂直反射的雷達(dá)信號,該反射信號非常強(qiáng)，嚴(yán)重影響雷達(dá)正常工作，并形成大范圍探測盲區(qū)，目前還沒有非常有效的方法來抑制.為了抑制電離層雜波的影響，加拿大、新加坡、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和武漢大學(xué)的高頻地波雷達(dá)專家學(xué)者在接收天線設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了有益的探索[45-46].

2 地波雷達(dá)天線設(shè)計(jì)基本考慮

2.1 發(fā)射天線

作為高頻地波海態(tài)探測雷達(dá)，發(fā)射天線用于向空間輻射高頻電磁波能量，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身而言，要求天線盡可能有高的輻射效率.從雷達(dá)方程[47-48]亦可看出：雷達(dá)方程不僅系統(tǒng)地描述了雷達(dá)探測距離與雷達(dá)系統(tǒng)各參數(shù)間的關(guān)系，也為分析雷達(dá)性能和成本核算提供了基礎(chǔ)，增加發(fā)射天線的增益無疑可以有效增加探測距離.因此，在設(shè)計(jì)高頻雷達(dá)發(fā)射天線時，應(yīng)盡量考慮提高天線系統(tǒng)的輻射效率和增益.為了提升天線的增益，對于窄帶系統(tǒng)，一般采用八木天線作為發(fā)射天線[34,36]，對于寬帶或多頻系統(tǒng)，一般采用對數(shù)周期天線作為發(fā)射天線[10-12].

2.2 接收天線

對于高頻地波海態(tài)探測雷達(dá)，由于外部噪聲遠(yuǎn)高于機(jī)內(nèi)噪聲，雷達(dá)噪聲主要來自于雷達(dá)外部，即雷達(dá)的探測距離主要受制于雷達(dá)接收回波信號的信噪比[49-52].設(shè)雷達(dá)發(fā)射平均信號功率為Pav，Gt為發(fā)射天線增益，Gr為接收天線增益，A為距離雷達(dá)R處的Norton衰減因子，λ為雷達(dá)工作波長，R為目標(biāo)與雷達(dá)站之間的距離，Ls為系統(tǒng)損耗，σ0為單位面積上的海浪散射截面，ΔR為雷達(dá)距離分辨率，Ti為回波信號的相干累積時間，N0為外部噪聲密度，Nin為機(jī)內(nèi)噪聲密度.假設(shè)噪聲不相干，根據(jù)雷達(dá)方程，在相干累積時間Ti內(nèi)，有用信號的能量S為

(1)

設(shè)噪聲密度可表示為Gr·N0+Nin，則雷達(dá)接收信號信噪比為

(2)

雷達(dá)探測距離為

(3)

由于在高頻頻段，外部噪聲遠(yuǎn)大于接收機(jī)內(nèi)部噪聲.即一般情況下，Gr·N0>>Nin，則雷達(dá)距離方程可寫為

(4)

與發(fā)射天線設(shè)計(jì)理念不同，式(4)中沒有出現(xiàn)接收天線增益因子，即在一定信噪比條件下，高頻地波雷達(dá)的探測距離與單元接收天線增益關(guān)系不大，只要不影響信噪比，對接收天線增益的要求可以適當(dāng)降低，可以使用較小增益的天線作接收天線，即接收天線設(shè)計(jì)可小型化.這一點(diǎn)作者在2004年前就試驗(yàn)成功，并且將該成果用于OSMAR實(shí)際雷達(dá)工程.

與此同時，系統(tǒng)為了獲得高分辨的信號到達(dá)角估計(jì)，接收天線一般采用多天線接收.如果系統(tǒng)目標(biāo)僅為了獲取表面流場，接收天線可采用如美國CODAR公司生產(chǎn)的緊湊的SeaSonde交叉環(huán)/單極子天線.由于SeaSonde緊湊的交叉環(huán)/單極子天線屬于寬波束接收天線，難以獲得高分辨的海面風(fēng)浪場信息.在獲得高分辨表面流信息的同時，為了獲得高分辨的海面風(fēng)浪場信息，接收天線應(yīng)設(shè)計(jì)成多天線的陣列形式，如德國的WEAR、加拿大的SWR-503和中國的OSMAR2000等.

2.3 天線地網(wǎng)設(shè)計(jì)

高頻地波雷達(dá)采用的是地波繞射傳播模式，然而，由于地面的損耗，發(fā)射天線E面方向圖將上翹，因此，為了提高系統(tǒng)效率和增加探測距離，必須設(shè)法壓低E面方向圖，使輻射方向盡量搭地以高效激發(fā)地波.工程上壓低輻射方向的方法是，在地面敷設(shè)輻射狀或柵格狀金屬地網(wǎng).與此同時，為了有效激發(fā)地波，發(fā)射天線應(yīng)盡量靠近海邊.

2.4 抗干擾設(shè)計(jì)

由于高頻雷達(dá)工作在短波段，在此波段，各種短波廣播、通信信號非常密集[53-60]，加之由于電離層對雷達(dá)信號的強(qiáng)反射而直接進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)形成的電離層雜波，這些都會嚴(yán)重影響系統(tǒng)正常工作，使雷達(dá)出現(xiàn)大范圍的盲區(qū)甚至失效[60-61].為了抑制強(qiáng)烈射頻干擾和電離層雜波，必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的平面接收天線陣、甚至一些輔助天線，如加拿大的SWR-503和哈工大的OTH-SW等[62].

2.5 接收天線陣校準(zhǔn)

高頻地波雷達(dá)采用多天線和波束形成或空間高分辨譜估計(jì)技術(shù)來得到信號到達(dá)角.眾所周知，高分辨高精度空間測向技術(shù)是建立在接收天線和接收機(jī)通道一致的基礎(chǔ)上，接收通道的幅相誤差將影響信號方位估計(jì)和分辨，甚至使算法失效.而由于接收天線架設(shè)在岸邊，地勢條件復(fù)雜，各天線表現(xiàn)性能不可能完全一致，因此必須設(shè)法校準(zhǔn).由于天線陣遠(yuǎn)場距離達(dá)數(shù)千米量級，直接進(jìn)行遠(yuǎn)場校準(zhǔn)方法不現(xiàn)實(shí).為了解決此問題，可在接收天線陣附近設(shè)計(jì)一些輔助天線，實(shí)施有源或無源的方法，實(shí)現(xiàn)對接收通道的校準(zhǔn)[63-66].

2.6 電磁兼容設(shè)計(jì)

由于高頻地波雷達(dá)接收天線架設(shè)在岸邊、島礁或艦船上，天線與周圍地物環(huán)境的耦合嚴(yán)重影響天線的電氣性能，不僅使天線幅相偏離設(shè)計(jì)指標(biāo)，甚至使天線方向圖發(fā)生嚴(yán)重的畸變，最終影響系統(tǒng)測量精度.為了減少天線之間的互耦，可在天線周圍設(shè)計(jì)一些寄生天線，或針對天線周圍的地物環(huán)境，進(jìn)行天線-環(huán)境一體化優(yōu)化設(shè)計(jì).對于一些高要求的應(yīng)用，還應(yīng)現(xiàn)場測試天線的輻射方向圖.

與此同時，高頻雷達(dá)收發(fā)天線一般相距較近，在進(jìn)行天線設(shè)計(jì)與架設(shè)時，還應(yīng)考慮收發(fā)天線之間的相互影響，一種辦法是，通過設(shè)計(jì)發(fā)射陣列，使其零點(diǎn)對準(zhǔn)接收天線陣.

2.7 天線的防雷設(shè)計(jì)

由于高頻雷達(dá)收發(fā)天線體積龐大，很容易遭受雷擊.為了防雷，一般在雷達(dá)天線陣附近架設(shè)高大的避雷鐵塔.由于避雷塔高大，設(shè)計(jì)建造成本高，在天線附近還會影響天線的性能.為了簡化設(shè)施，可將天線和避雷設(shè)施進(jìn)行一體化設(shè)計(jì).

3 高頻地波雷達(dá)天線發(fā)展趨勢

由于高頻地波雷達(dá)工作在短波段，按照一般天線設(shè)計(jì)思想，不僅接收天線陣占地面積大，發(fā)射天線的幾何尺寸也很高大.由于受到海岸、島礁、艦船載體和海邊氣象條件的限制，高頻地波雷達(dá)天線設(shè)計(jì)太大，不僅投資建站費(fèi)用高，“三防”設(shè)計(jì)難度大，工程化設(shè)備的維護(hù)也非常困難，作為軍用設(shè)施，抗打擊能力也很差.因此，便攜式、收發(fā)共用、小型高分辨[67-68]能力強(qiáng)和軟件化是未來高頻地波雷達(dá)天線設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢.

4 一種新的地波雷達(dá)天線設(shè)計(jì)

某新型高頻地波雷達(dá)天線技術(shù)指標(biāo)要求：

工作頻段：7.5～25 MHz

發(fā)射天線高度：≤8 m

發(fā)射天線占地：≤15 m×15 m

發(fā)射天線平均方向增益：≥4 dBi

發(fā)射天線駐波比：帶內(nèi)駐波比均小于3，90%以上的頻點(diǎn)駐波比小于2.5

接收天線高度：≤2 m

接收天線陣占地：50 m×15 m(地形無需平整)

抗風(fēng)：10級臺風(fēng)能正常工作，12級臺風(fēng)不損壞

4.1 發(fā)射天線設(shè)計(jì)

由雷達(dá)對發(fā)射天線的技術(shù)要求，在此根據(jù)倒錐形天線為基本原型進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了增加天線帶寬和改善天線的性能，可在倒錐天線周圍附加6根寄生振子；為了減小天線風(fēng)阻，增強(qiáng)抗擊臺風(fēng)的能力，天線體可用若干導(dǎo)線做成錐形輪廓，如圖18所示.基于矩量法和遺傳算法[69]，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)得到發(fā)射天線各參數(shù)為：

導(dǎo)線根數(shù)N：5

天線總高度：7.5 m

寄生振子高：2.6 m

寄生振子到天線的距離：0.8 m

上錐體半錐角：35°

下錐體半錐角：43°

圖19表示天線E面方向圖與導(dǎo)線根數(shù)的關(guān)系.圖20表示天線的駐波-頻率特性.圖21表示天線的增益-頻率特性.從圖可見，天線設(shè)計(jì)達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.從天線的結(jié)構(gòu)也不難看出，該天線結(jié)構(gòu)簡單，無需設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)和加載，效率高，抗風(fēng)能力強(qiáng).

圖18 天線結(jié)構(gòu)示意圖

圖19 E面方向圖

圖20 天線駐波比

圖21 天線增益

4.2 接收天線單元設(shè)計(jì)

根據(jù)上述分析，在高頻段，接收機(jī)外界噪聲比接收機(jī)內(nèi)部噪聲高得多，與發(fā)射天線設(shè)計(jì)思想不同，高頻地波雷達(dá)接收天線對增益和駐波比的要求可適當(dāng)放寬，在此可基于螺旋加載天線基本理論設(shè)計(jì)接收天線[70-71].如圖22表示設(shè)計(jì)的雷達(dá)接收天線，天線高度和直徑分別為1.8 m和0.01 m.如圖23表示1.8 m高天線與7 m高天線接收到的40 km處的雷達(dá)海面回波譜信噪比日變化.圖24表示1.8 m高天線與7 m高天線接收到的40 km處的雷達(dá)海面回波譜，其中，實(shí)線表示1.8 m高天線接收的回波譜，虛線表示7 m高天線接收的回波譜.從此結(jié)果可見，該天線屬于電小天線，結(jié)構(gòu)簡單、抗風(fēng)能力強(qiáng)，但接收效果與7 m高大天線的接收效果可比擬.

圖22 1.8 m高接收天線實(shí)物照片

(a) 7 m高天線接收信號信澡比

(b) 1.8 m高天線接收信號信噪比 圖23 實(shí)測雷達(dá)回波信噪比對比

圖24 實(shí)測雷達(dá)回波Doppler譜比較

4.3 接收陣設(shè)計(jì)

陣列式的高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)，一般采用均勻直線陣形式.然而，由于海邊地勢復(fù)雜，要開辟出一大塊平整的地基用于架設(shè)多個接收天線，一般要開山炸石，工程基建和資金投入非常巨大.為了減少建站基建費(fèi)用，當(dāng)相鄰天線上下高度差小于8 m時，可按照海島實(shí)際地形，將接收天線陣設(shè)計(jì)成任意地貌共形天線陣.圖25表示地貌共形天線陣的布設(shè)示意圖.圖26表示非線性共形天線陣在H面的掃描方向圖(頻率7.5 MHz).由此可見，本新型地波雷達(dá)接收陣設(shè)計(jì)是可行的.

圖25 共形天線陣布設(shè)示意圖

圖26 非線性陣的H面方向圖

5 結(jié) 論

高頻地波雷達(dá)工作在短波段，其電波傳播環(huán)境及外界電磁環(huán)境有別于微波段無線電系統(tǒng)，正是由于其特殊性，決定了高頻地波雷達(dá)收發(fā)天線設(shè)計(jì)方法及考慮的問題有別于其它波段.論文在回顧40多年來國內(nèi)外高頻地波海態(tài)雷達(dá)天線研究和成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，有針對性重點(diǎn)分析了高頻地波雷達(dá)天線設(shè)計(jì)和工程實(shí)施應(yīng)考慮的技術(shù)問題，指出了地波雷達(dá)天線未來的研究方向，設(shè)計(jì)了一套新的高頻地波雷達(dá)天線方案，計(jì)算機(jī)仿真說明了可行性.

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