[发明专利]一种海洋和电离层一体化探测高频雷达系统及其控制方法

说明书

本发明属于对海探测雷达技术领域，公开了一种海洋和电离层一体化探测高频雷达系统及其控制方法，所述海洋和电离层一体化探测高频雷达系统包括：显控平台、时序控制器、综合信号产生器、电离层探测子系统和海洋信息探测子系统。本发明依据高频地波雷达和电离层垂测仪原理，设计新型的海洋‑电离层信息一体化探测高频雷达系统，实现海洋‑电离层信息同步获取，为近地海洋‑大气层物理运行规律和原理分析等科学研究提供数据支持。同时，本发明通过设计统一的时序控制器，并设计相互同步的波形参数，实现电离层垂测和海洋信息的同步获取，避免两者之间的相互干扰，保证电离层垂测和海洋信息获取之间互不干扰，能够同步获取电离层信合和海洋信息。

技术领域

本发明属于对海探测雷达技术领域，尤其涉及一种海洋和电离层一体化探测高频雷达系统及其控制方法。

背景技术

目前，在人类生活的浩瀚无限的世界里，海洋和电离层是和人类生存紧密相关的两大组成部分，因而长期以来科学家们在这两大科学领域进行了不懈的探索和研究，取得了辉煌的研究成果。HFSWR凭借其特有的体制优势在海上超视距目标探测和海态遥感方面得到了广泛的应用，同时近几年HFSWR电离层探测研究也取得了突破性进展。因此人们希望在现有的HFSWR研究成果基础上，进一步扩展研究海洋与电离层之间动力学关系，从而揭开海洋与电离层间的奥秘。同时通过对海洋-电离层间动力学关系和突发海态激励的电离层扰动响应机理的研究，建立突发海态早期预警监测新的理论和方法。例如本世纪比较常见的海啸，其发生时会同时激发海洋和电离层特征变化，而且两者之间具有一定的联动关系。因而海态和电离层两方面特征信息的联合应用必将有效提高早期预警的时间和准确性。但是目前由于缺少同步获取海洋-电离层信息的一体化探测手段，极大限制人类对于海洋与电离层之间科学问题的认知。现有的HFSWR在体制和功能上还不能满足海洋与电离层信息的同步获取和海上目标-海洋-电离层兼容探测的需求，因此需要构造全天时、全天候、实时联合探测海上超视距目标、海洋及其上空电离层的一体化新体制HFSWR，并把海洋和电离层作为一个相互关联的整体，同步获取海洋信息(海流、风场、浪场)和电离层(电离层多普勒频移、F2层临界频率f₀F2、电子浓度、电离层高度等)信息，构造时空域上更加完备的海洋-电离层信息获取系统。

电离层探测和海洋信息探测都需要利用高频电磁波信号，但两者工作原理不同，其中最主要的区别是电离层探测需要进行宽频扫描，而海洋信息探测则需要定频积累。目前的探测设备只能单独探测电离层或海洋信息，并且两种不同的设备之间会存在很严重的干扰，无法同时工作。为了同步获取海洋和电离层信息，必须设计相互同步且不存在干扰的系统才能实现。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的HFSWR在体制和功能上还不能满足海洋与电离层信息的同步获取和海上目标-海洋-电离层兼容探测的需求。

(2)目前的探测设备只能单独探测电离层或海洋信息，并且两种不同的设备之间会存在很严重的干扰，无法同时工作。

解决以上问题及缺陷的难度为：电离层探测与海洋信息探测之间的干扰会严重干扰各自的系统工作状态，导致系统性能急剧恶化，无法正常工作甚至烧毁系统。将电离层探测与海洋信息探测集成，进行同步探测需要对原来相互独立的电离层垂测仪和高频地波雷达进行深度整合，系统复杂度高，解决较为困难。

解决以上问题及缺陷的意义为：解决以上问题，以满足海洋和电离层信息的同步获取，可以为开展海洋-电离层间动力学关系科学研究提供重要的数据参考，对促进海洋科学发展具有重要意义，对台风、海啸、地震等极端自然现象的预测和防范也具有很强的指导作用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种海洋和电离层一体化探测高频雷达系统及其控制方法，尤其涉及一种可同时监测海态和电离层信息的一体化探测高频雷达系统及其控制方法。