科技成果——OSMAR-M01小型阵列变频高频地波超视距雷达 .pdfVIP

科技成果——OSMAR-M01小型阵列变频高频地波超

视距雷达

技术开发单位

中国船舶工业集团公司中国船舶工业系统工程研究院

技术简介

海洋开发利用、海洋环境监测、灾害预测与预报和国防，都依赖

于对风、浪、流、潮等物理海洋要素基础数据、变化规律的掌握和预

测预报。为能够及时准确地掌握海洋自身运动变化的规律，确保海洋

经济的健康发展及海洋资源的可持续利用，维护海上权益，防治海洋

污染和预防海洋灾害，迫切需要先进的海洋环境监测设备和技术，对

海洋环境实现全方位、多手段的立体监测。

高频地波雷达（又称为高频表面波雷达）利用垂直极化的高频

（3-30MHz）电磁波在海洋表面绕射传播衰减小的特点，能超视距探

测风场、浪场、流场等海洋动力学参数和海上低速移动目标。与传统

海洋探测设备相比，高频地波雷达具有覆盖面广、实时性好、全天候、

运行费用低等优点，是实现海洋“面”的层面上实时监测的基本工具，

可以弥补我国常规海洋监测仪器能力不足，提高我国周边海域海洋环

境实时监测的能力。

该项目在“十一五”国家863计划课题“变频多功能新型高频地

波雷达”的研究成果基础上，实现标准化设计、生产与应用，同时针

对海边宽阔场地难寻等问题，实现小型变频高频地波雷达的产业化，

从而推进科研成果服务海洋强国战略。

该项目突破了小型圆形阵天线互耦的关键技术瓶颈，解决了接收

天线隔离度等关键问题，在高频地波雷达领域，开发了OSMAR-M01

系列，特别是在雷达对海流提取的通道校准、抗瞬态干扰、抗电离层

干扰等方面具有独立自主知识产权。

根据海洋表面流探测距离和浪高谱探测的频谱分布特点，经过仔

细的理论分析和仿真计算，本系统工作频段为7.5MHz-27MHz，可以

从中任意选出2-4个频率点实现帧间变频方式，以满足风浪流探测的

要求。在雷达波形设计上，通过数字方法实现线性调频中断连续波

FMICW体制与脉间线性调频相兼容，实现收发共站。通过适当选择

工作频率组合，可以同时达到探测距离远、探测精度高等指标要求。

硬件系统采用基于LXI（LANeXtensionsforInstrumentation局域

网的仪器扩展）总线技术的数字化宽带硬件平台方案，包括宽带发射

天线、宽带接收天线阵、宽带雷达发射机、宽带多通道接收机、频谱

监测、系统同步控制器/频率合成器、以太网交换机、系统控制和海

态反演计算机等。

技术指标

一、雷达探测性能技术指标

1、流场测量：

探测距离：200km；

测量范围：流速0-300cm/s，流向0-360°；

获取率：80%；

相关系数：85%；

误差（均方根）：流速≤15cm/s，流向≤25°。

2、风向测量：

探测距离：200km；

测量范围：流向0-360°；

获取率：80%；

误差（均方根）：对稳态风场且风速＞5m/s时，≤35。

3、风速测量：

探测距离：50km；

测量范围：1m/s-75m/s；

获取率：80%；

误差（均方根）：对稳态风场≤2m+测量值的20%。

4、浪场测量：

探测距离：50km；

测量范围：1m-10m；

获取率：80%；

误差（均方根）：有效浪高≤0.8m+测量值的20%（H/3）浪周期

≤1s+测量值的10%。

二、雷达设备性能技术指标

1、工作频段：

7.5MHz-10MHz、13MHz-16.5MHz、18.5MHz-22MHz、24MHz-27MHz，

工作频率任意设定（符合国际电信联盟要求），频段切换时间≤2ms。

2、距离分辨率：1-5km可变；

3、雷达发射机峰值功率：≤300W；

4、接收天线形式：直径为5米、7根天线构成的圆形阵；

5、抗风能力：13级台风；

6、输出结果类型：流场（流速、流向分布）、风场（风速、风向

分布）和浪场（浪高、浪周期分布）。

7、输出数据更新率：≤10分钟/场

8、物理特性

冷却自然：风冷

安装和维护条件