高频地波探海雷达在海洋环境监测上有着独到的优势，能通过海洋回波Doppler谱获取大面积的海面风、浪、流等信息，实施对海洋远距离、大面积和全天候的实时监测。它的测量精度高、监测面积大，且比其他高技术监测设备投资少。然而在雷达使用过程中，经常会受到各种干扰的影响，降低了雷达回波谱的质量，减少了有效探测距离，限制了雷达使用时间。 武汉大学电波传播实验室在国家863计划海洋领域重大课题—高频地波雷达海洋环境监测技术(818—01—02)的资助下，于2000年成功研制了两部探测风、浪、流及海上低速移动目标的中远程高频地波雷达OSMAR(Ocean State Measuring and Analyzing Radar)。整体性能指标达到国外90年代中期先进水平，取得了较好的应用效果。在九五期间，未作专门的抗干扰处理，在十五计划中，对OSMAR系统提出了新的要求：即远距离、小型化、探目标。然而干扰会影响雷达回波谱质量，是实现远距离和探目标两大任务的重要障碍，这就对雷达的抗干扰技术提出了挑战。 为了解决国家“十五”863计划资源环境领域重大项目—“远程高频地波雷达监测技术”(2001AA631050)中的“高频地波雷达干扰消除”的问题，本文研究了高频地波雷达的夜间和白天干扰抑制方法，全文的研究内容如下：前五章主要针对夜间干扰。 1．为给高频地波探海雷达干扰消除提供理论指导，论文首先阐述了海浪与雷达电波作用的一阶和二阶理论，给出了数学表达式，概括了一阶理论和二阶理论在实践中的应用，说明了高频地波探海雷达的工作原理；高频地波探海雷达采用FMICW体制，论文从雷达信号组成开始分析了FMICW雷达的工作过程，并说明了采样的数据结构，给出了信号处理流程；概述了高频地波探海雷达面临的主要干扰；首先介绍了夜间干扰的出现时间和产生原因，然后对其频段特性、极化方式、到达角进行了分析，然后阐述了白天干扰的时间和距离特性，最后从雷达的工作原理出发分析了干扰消除的要求和客观条件上的限制，从而为干扰消除方法的选择和使用奠定了基础。 2．论述了用极化滤波消除天波干扰在高频地波雷达中可行性的问题。为了说明极化滤波的理论和方法，首先介绍了各种极化表示方法：极化椭圆，Jones矢量，极化比，着重阐述了Stokes矢量和Poincare球，引入了正交极化的概念，以此为基础说明了极化滤波的原理和极化损失产生的原因，接着分析了水平加权的原理，为说明水平加权的效果，推导了其滤波后的信噪比公式，分析了提高信噪比的条件；接着介绍了多干扰极化抑制的原理和实现方法，引入相位极化和幅度极化的概念，最后讨论了多干扰极化抑制在工程实现上的困难。 3．对使用水平天线进行相关滤波消除天波干扰的传统方法进行了改进。首先阐述了用水平天线进行相关滤波的原理和过程，接着介绍在FMICW体制雷达中实现用水平天线进行相关滤波的实现方法，重点说明了计算权系数的两种方法，然后定义描述滤波效果的几个参量:布拉格峰与干扰、噪声在干扰抑制前后的能量比(BINP)、干扰和噪声在干扰抑制前后能t比(左扔沪)、干扰和噪声的能量(力VP)，介绍了滤波的效果。为了改进传统的相关滤波方法，分析了短波电台干扰经FMICW体制雷达解调后输出的时域特征，得出了干扰能t分布在扫频周期局部的结论，然后比较水平天线和垂直天线输出形式的差别，以此为基础提出在对水平天线的信号进行两次混频在时域对垂直天线的信号进行分段滤波的方法，并给出处理流程和仿真的效果，然后讨论了分段长度对滤波效果的影响，指出提高滤波效果的分段方法，分析了干扰重叠时滤波的效果，并提出进一步提高信噪比的方法，由于实际使用水平天线接收干扰总会混入海洋回波，所以重点讨论了水平天线混入干扰对滤波的影响，最后总结使用水平天线进行相关滤波的优点和缺点。4.论述波束形成在高频地波雷达中的应用.首先介绍了阵列天线的方向图，接 着阐述了波束形成的基本原理，然后引入了自适应波束的概念，讨论了确定 权函数的准则，介绍了自适应波束形成在高频地波探海雷达中的应用和兼顾 目标信号的波束形成;重点介绍了自适应旁瓣对消的原理和权系数计算方法， 结合高频地波探海雷达数据特点，设计了在频域用旁瓣对消法消除射频干扰 的处理过程，给出了处理结果，并对其效果进行分析，进而提出在时域进行 分段旁瓣对消的新方法，设计了处理流程和计算方法，然后给出处理结果， 该方法能提高OSMAR探测距离40km以上。最后总结了波束形成在高频地 波探海雷达干扰消除中的应用及其优缺点。5.论述正交分解滤波在高频地波探海雷达中的应用。首先介绍了传统的正交分 解滤波的原理和算法，推导了滤波输出的一般形式，讨论了滤波对目标信号 的影响，说明了改进正交分解滤波的原理，并推导了输出的一般形式，讨论 了改进正交分解滤波在不同条件下的效果，然后以正交分解滤波的原理为基 础讨论了其在高频地波探海雷达中的应用:首先提出了在频域用正交分解滤 波消除天波干扰的三种方法，这三种方法的选择根据干扰的特性而定，也可 以结合起来进行，接着讨论了在频域用改