相位陣列雷達測海原理運用

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：50

、訪客IP：18.216.19.68

姓名

洪晟銘(Cheng-Ming Hong) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學與工程研究所

論文名稱

相位陣列雷達測海原理運用
(The application of remote sensing principle of ocean by phase array radar)

相關論文

★ 利用中壢特高頻雷達研究對流降水系統雨滴粒徑與速度之關係	★ 利用中壢特高頻雷達對流星現象進行觀測與應用
★ 台灣北部地區大氣折射率之分析與應用	★ 中華衛星一號Ka波段標識訊號大氣衰減之量測研究
★ 利用華衛一號通訊實驗酬載Ka波段標識訊號對閃爍效應之研究	★ 利用中立VHF雷達對大氣及降水回波特性之研究
★ 台灣地區Ka波段大氣傳播通道之研究	★ 低軌道Ka波段人造衛星標識訊號特性之研究
★ 電離層散塊E層型態二不規則體之研究	★ 中華衛星一號Ka波段傳播實驗診斷分析
★ 中華衛星一號低軌道衛星 Ka 波段雨衰減實驗與模型建立	★ 特高頻雷達對空中降水粒子大小與回波功率關係之研究
★ 低軌道衛星Ka波段閃爍現象之研究	★ Ka波段雨衰減之分析與研究
★ 電離層E層場列不規則體移行速度之估算研究	★ 臺灣地區蒸發導管之特性研究

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

測海雷達可用於長時間與廣範圍的偵測海面目標特性，其中包括海浪參數、洋流特性、海面風場與船隻定位等，然而海面狀況相當複雜，使得雷達接收到的回波變化很大，因此建立模擬頻譜用以了解回波特性為測海雷達資料分析處理的首要工作。
本研究利用散射截面積理論方程式與風浪模型模擬測海雷達回波頻譜特性，包括流速、風速、風向對功率及都卜勒速度的影響，並藉此驗證多種來向角定位演算法的可行性與優劣，於實際船隻定位及洋流徑向速度解算提供很大的助益，同時針對高頻測海雷達受電離層干擾問題進行分析討論，提供污染距離辨識方法。
在船隻定位上利用HHT與濾船演算法(Cspro)開發自動偵測系統，應用在特高頻測海雷達上偵測率高達81.25%，並且距離誤差僅0.3公里，角度誤差也1度以內，可望用於海域交通的控管。
實驗結果發現特高頻測海雷達受潮汐影響明顯，在功率與徑向速度的比對上，皆符合潮位計資料的特性，並且分析探討使用波束成形技術觀測二維海面潮位變化的可行性。
在徑向流速的比對上，利用漂流浮標比對特高頻與高頻測海雷達的量測結果，發現高頻測海雷達有明顯的偏差，此偏差可用表層流與次表層流受Stoke’s drift與Ekman drift來解釋，估算結果也大致符合實際觀測偏差量，另外，利用特高頻測海雷達觀測資料比對兩種方法在徑向流速的解算結果，發現Capon method的空間覆蓋率較高，但容易在高角度的時候因旁波瓣影響造成計算誤差，與模擬結果一致，而MUSIC解算受限於頻率解析度與訊雜比，在頻率解析度與訊雜比夠高的情況下，亦可得到良好的資料品質，並且擁有不需要大型天線陣列的空間使用效率。
在示性波高反演中發現特高頻測海雷達觀測資料與龜山島浮標量測資料存在倍數關係，需律定參數得到較為可靠的雷達反演資料，本論文利用浮標與雷達反演資料在不同律定參數下的RMSE變化，計算龜山島周回海域利用特高頻測海雷達反演示性波高的律定參數為1.5。

摘要(英)

Sea radar can be used to detect characteristic of sea surface, including wave, current, wind, and ship. However, the radar echo has high fluctuation due to the complicate sea sate that constructing a spectrum model to know the echoing feature is the first priority of radar analysis.
This study uses the theoretical radar cross section formula and wind wave model to simulate power spectrum of sea echo to know the influence of Doppler velocity and echo power causing by current and wind. It is also helpful for ship detecting and radial current estimation by comparing different algorithm of direction of arrival from the simulating result. The interference of ionosphere has been analyzed and providing an algorithm for detecting contamination area.
The automatically ship detecting algorithm has been developed by using Hilbert Huang Transform(HHT) and ship filtering program(Cspro). The detecting rate of ship is 81.25% and the root mean square error of range and direction are 0.3km and
less 1 degree.
The influence of Chung-Li Sea Radar(CLSR) radar echo causing by tide is obvious from the experiment. The echo power and radial velocity measuring from VHF radar meet the characteristic of tide height measured from tidal gauge. This study make assessment of two-dimensional tidal gauge by using VHF radar through beamforming technique.
As for the radial current comparison of radar and buoy, it has a bias from the result of CODAR and buoy. This bias can be explained by the difference of surface current and sub-surface current causing by the Stoke’s drift and Ekman drift. And the comparison of radial current calculation between MUSIC and Capon method performs by the CLSR. The Capon method has higher coverage of field of view, but also has higher estimating error when steering angle is too large. The MUSIC needs high signal to noise ratio and frequency resolution to have good quality result without large space of antenna deployment
The significant wave height estimation of CLSR is comparing with buoy at Guishan Island and having a systematic bias that need a calibration factor to have more reliable data. By calculating the root mean square error between radar and buoy measurement of different calibration factor, the calibration factor of CLSR to measure significant wave height around Guishan Island is 1.5.

關鍵字(中)

★ 相位雷達
★ 測海雷達

關鍵字(英)

論文目次

摘要 i
Abstract iii
誌謝 v
目錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 viii
一、緒論 1
1.1、研究目的 1
1.2、文獻回顧 1
1.3、雷達系統架構 4
1.3.1 中壢特高頻雷達 6
1.3.2 CODAR雷達 9
二、海面回波特性模擬 11
2.1. 海面一階回波特性 11
2.2. 海面二階回波特性 15
2.3. 洋流徑向速度估計 17
2.4. 頻譜模擬與示性波高反演 22
三、測海雷達船隻定位 27
3.1. 來向角定位演算法 27
5.1.1. Beamforming 27
5.1.2. Capon method 28
5.1.3. MUSIC 28
3.2. 時域與頻域定位比較 29
3.2.1. 時域訊號分析處理 29
3.2.2. 頻域訊號分析處理 31
3.2.3. 時域分析與頻域分析比對結果 33
3.3. 自動偵測演算法建立 35
3.3.1. Cspro船隻干擾濾除程式 36
3.3.2. 希爾伯特黃轉換濾除飛機程式 38
3.3.3. 船隻自動偵測結果 40
3.3.4. 與AIS比對結果 42
四、高頻測海雷達電離層干擾統計分析 43
4.1. 電離層吸收效應與背景雜訊日夜變化 43
4.2. 電離層回波特性分析 45
4.2.1. 利用互頻譜分析電離層干擾訊號 47
4.2.2. CODAR電離層干擾季節變化 50
4.3. CODAR電離層干擾區域一階波峰值內插估計 52
五、海象觀測結果與討論 54
5.1. 徑向洋流觀測結果與比對 54
5.1.1. 資料處理流程 54
5.1.2. 頻譜資料 56
5.1.3. 洋流徑向速度計算結果與漂流浮標之比對 57
5.1.4. 斯托克斯流與艾克曼流 65
5.2. 示性波高反演結果與比對 67
5.2.1. 資料處理流程 67
5.2.2. 頻譜資料 68
5.2.3. 示性波高與龜山島浮標比對 69
5.3. 潮汐特徵 72
5.3.1. 回波功率與潮汐變化分析 72
5.3.2. 徑向流速與潮汐變化分析 75
5.3.3. 回波功率二維變化與潮位變化 81
六、學術貢獻與未來展望 91
6.1. 學術貢獻 91
6.2. 未來展望 92
參考文獻 94

表目錄
表格 1特高頻測海雷達參數設定 8
表格 2大潭站CODAR觀測參數。 10
表格 3發射天線與接收天線場型乘積模擬。 91

圖目錄
圖1. 1脈衝雷達發射與接收波型。 5
圖1. 2調頻連續波雷達發射與接收波型。 6
圖1. 3中壢特高頻雷達系統櫃。 7
圖1. 4特高頻測海雷達於新屋臨海工作站天線架設狀況。 7
圖1. 5特高頻測海雷達宜蘭實驗天線架設狀況。 8
圖1. 6CODAR天線架設圖(枋寮站)。 9
圖1. 7CODAR天線場型模擬圖。 10

圖2. 1Phillips模型在不同風速下的波譜分佈。 12
圖2. 2PM模型在不同風速下的波譜分佈。 12
圖2. 3電磁波以垂直極化或水平極化波發射與接收之雷達散射截面積比對，實線為量測結果，虛線為模擬結果。 14
圖2. 4擴展參數在角度上能量集中度之模擬結果，當擴展參數越高時，能量在主要波向上更為集中。 18
圖2. 5模擬52MHz洋流頻譜，洋流最大流速為0.5m/s且平行天線陣列。 19
圖2. 6利用MUSIC解算模擬洋流的結果，藍點為解算結果，黑線為理論值(方法一)。 20
圖2. 7利用傳統波束成形技術解算模擬洋流的結果，藍點為解算結果，黑線為理論值(方法一)。 21
圖2. 8利用Capon method解算模擬洋流的結果，藍點為解算結果，黑線為理論值(方法二)。 21
圖2. 9利用傳統波束成形技術解算模擬洋流結果，藍點為解算結果，黑線為理論值(方法二)。 22
圖2. 10理論二階波歸一化頻率分佈(一階波外側)。 23
圖2. 11理論二階波歸一化頻率分佈(一階波內側)。 23
圖2. 12無方向性之權重函數隨歸一化頻率分佈。 24
圖2. 13模擬頻譜隨風速變化，風向固定為135。 25
圖2. 14模擬頻譜隨風向變化，風速固定為10m/s。 26

圖3. 1特高頻測海雷達13.4公里處，原始時序資料與相位變化。 30
圖3. 2時域上三種定位方法的比較，在特徵值比值最大時，三者定位結果最相近。 31
圖3. 4特高頻測海雷達13.4公里頻譜，三個峰值由左至右為負一階波、船隻回波、正一階波。 32
圖3. 3特高頻測海雷達於船隻出現時的回波頻譜圖。 32
圖3. 5MUSIC於13.4公里船隻定位結果，在船隻回波區域對應特徵值比值高，同時角度變化穩定。 33
圖3. 6頻率域上使用MUSIC在30分鐘內船隻定位結果與AIS回報資料軌跡比對圖，從時序變化來看，船隻由波束左側角度為負值進入雷達觀測範圍，經過波束主軸再由波束右側離開。 34
圖3. 7時間域上使用Capon method在30分鐘內定位結果與AIS回報資料軌跡比對圖，從時序變化來看，船隻由波束左側角度為負值進入雷達觀測範圍，經過波束主軸再由波束右側離開，15公里處有定位誤差產生，推測在時序資料使用特徵值比值篩選時，將非船隻目標篩選進判斷流程。 35
圖3. 8特高頻測海雷達Cspro船隻濾除前頻譜，於8公里與16公里附近有船隻訊號出現。 37
圖3. 9特高頻測海雷達Cspro船隻濾除後頻譜，8公里與16公里附近船隻回波訊號功率有明顯下降。 38
圖3. 10特高頻測海雷達希爾伯特黃飛機濾除前頻譜，於10公里附近有飛機訊號出現。 39
圖3. 11特高頻測海雷達希爾伯特黃飛機濾除後頻譜，10公里附近飛機訊號回波有明顯下降。 39
圖3. 12利用Cspro自動偵測船隻訊號結果，紅圈為判斷船隻出現之都卜勒頻率。 40
圖3. 14利用Cspro與HHT並增加相位判斷後自動偵測船隻訊號結果，紅圈為判斷船隻出現之都卜勒頻率。 41
圖3. 13利用Cspro與HHT自動偵測船隻訊號結果，紅圈為判斷船隻出現之都卜勒頻率。 41
圖3. 15船隻自動偵測結果與AIS回報資料之距離迴歸分析。 42
圖3. 16船隻自動偵測結果與AIS回報資料之角度迴歸分析。 43

圖4. 1CODAR雷達距離時間功率譜，在UT8:00過後，整體訊號功率有上升的趨勢，且在UT0:00至UT8:00時，100至150公里處出現電離層回波訊號，此訊號功率大於海洋回波訊號。 44
圖4. 2統計CODAR雷達背景雜訊功率隨時間的變化，白天大約在-105dB左右，晚上大約在-90dB左右。 45
圖4. 3中壢電離層觀測儀電離圖。 46
圖4. 4受電離層干擾之CODAR頻譜，電離層訊號在100至150公里，以及230公里處。 46
圖4. 5CODAR互頻譜分析結果，由上到下為功率值，相關性與相位。 48
圖4. 6互頻譜相關性距離分佈，紅藍綠對應一二、一三、與二三根天線互頻譜結果。 48
圖4. 7電離層干擾距離自動辨識之結果。 49
圖4. 8中壢電離層觀測儀統計二月份4.58MHz正常波回波軌跡高度隨時間變化圖，紀錄不同高度電離層在不同時間產生的次數。 49
圖4. 9CODAR統計電離層干擾隨距離與時間分佈之結果，紀錄有電離層干擾出現的高度之回波功率總和。 50
圖4. 10春季CODAR受電離層干擾距離隨時間分佈統計結果。 51
圖4. 11夏季CODAR受電離層干擾距離隨時間分佈統計結果。 51
圖4. 12秋季CODAR受電離層干擾距離隨時間分佈統計結果。 52
圖4. 13冬季CODAR受電離層干擾距離隨時間分佈統計結果。 52
圖4. 14利用內插補遺電離層干擾區一階波峰值頻率位置，紅線為最遠觀測距離，黑星號為互頻譜偵測之電離層干擾範圍，白線為高斯擬合一階波峰值，藍線為多項式內插補遺後結果。 53

圖5. 1特高頻測海雷達第一根接收天線在3.8公里之功率譜。 56
圖5. 2特高頻測海雷達四根接收天線頻譜圖。 57
圖5. 3特高頻測海雷達使用Capon method解算徑向流速之觀測結果。 58
圖5. 4特高頻測海雷達使用MUSIC解算徑向流速之觀測結果。 59
圖5. 5CODAR雷達徑向流速觀測結果。 59
圖5. 6浮標陣列觀測流速與相對雷達站投影之徑向速度比對圖。 60
圖5. 7特高頻測海雷達與漂流浮標徑向速度隨角度變化之比對結果。 61
圖5. 8利用徑向流速計算特高頻測海雷達波束中心。 62
圖5. 9特高頻測海雷達使用MUSIC計算徑向流速與漂流浮標散佈圖分析。 63
圖5. 10訊雜比篩選後之特高頻測海雷達與漂流浮標散佈圖分析。 63
圖5. 11CODAR雷達與漂流浮標散佈圖分析。 64
圖5. 12特高頻測海雷達使用Capon method 計算徑向流速與漂流浮標散佈圖分析。 65
圖5. 13斯托克斯流隨風速與水深變化。 66
圖5. 14艾克曼流隨風速與水深變化。 67
圖5. 15特高頻測海雷達五根天線頻譜。 69
圖5. 16特高頻測海雷達於宜蘭觀測示性波高二維分佈之結果，藍圈為錨錠浮標位置。 70
圖5. 17特高頻測海雷達反演示性波高與龜山島浮標之比對結果。 71
圖5. 18利用浮標觀測資料與雷達反演資料方均根誤差律定參數結果。 71
圖5. 19特高頻測海雷達單根天線功率隨距離與時間變化。 73
圖5. 20特高頻測海雷達在距離閘5.9公里處功率隨時間變化與竹圍潮位計比對結果。 74
圖5. 21特高頻測海雷達回波功率與潮位計互相關分析結果。 74
圖5. 22特高頻測海雷達回波功率隨時間變化頻譜圖。 75
圖5. 23利用Capon method計算特高頻徑向流速結果。 76
圖5. 24右側離波束中心20度之徑向速度與潮位比對圖。 77
圖5. 25右側離波束中心20度徑向速度與潮位之互相關相位差。 77
圖5. 26右側離波束中心20度之徑向速度隨距離時間變化圖。 78
圖5. 27左側離波束中心20度之徑向速度與潮位比對圖。 79
圖5. 28左側離波束中心20度徑向速度與潮位之互相關相位差。 79
圖5. 29左側離波束中心20度之徑向速度隨距離時間變化圖。 80
圖5. 30波束與海流方向正交角度隨距離時間變化圖。 81
圖5. 31利用Capon method計算不同角度回波功率隨距離的變化，黑星號為功率最大之角度。 82
圖5. 32特高頻測海雷達頻譜圖，12公里左右有飛機訊號出現。 82
圖5. 33統計特高頻測海雷達回波中心隨距離變化。 83
圖5. 34新竹海山漁港浮標量測海面風向之結果。 84
圖5. 35統計特高頻測海雷達利用布拉格峰值比值判斷波向正交角度隨距離變化關係。 85
圖5. 36特高頻測海雷達回波功率角度分佈隨時間變化圖。 86
圖5. 37特高頻測海雷達歸一化回波功率角度分佈隨時間變化圖。 86
圖5. 38特高頻測海雷達發射天線場型模擬。 87
圖5. 39特高頻測海雷達接收天線陣列波束指向0度場型模擬。 88
圖5. 40特高頻測海雷達接收天線陣列波束指向10度場型模擬。 88
圖5. 41特高頻測海雷達接收天線陣列波束指向20度場型模擬。 89
圖5. 42特高頻測海雷達接收天線陣列波束指向30度場型模擬。 89
圖5. 43特高頻測海雷達接收天線陣列波束指向40度場型模擬。 90
圖5. 44特高頻測海雷達接收天線陣列波束指向50度場型模擬。 90

參考文獻

[1] 國家實驗研究院：台灣海洋科技研究中心：物理海洋，海洋雷達觀測系統。https://www.tori.narl.org.tw/cContent.aspx?sNode=MarinePhysics。
[2] Chen, J. –S., Lai, J. –W., Chien, H., Wang, C. –Y., Su, C. –L., Lin, K. –I., Chen, M. –Y., Chu, Y. –H. (2018). VHF radar observations of sea surface in the Northern Taiwan Strait. Journal of Atmospheric and Oceanic technology, Volume 36.
[3] Barrick, D. E. (1972). First-Order theory and analysis of MF/HF/VHF scatter from the sea. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-20, No. 1.
[4] Barrick, D. E. (1977). Extraction of wave parameters from measured HF radar sea-echo Doppler spectra. Radio Science, Vol. 12, No. 3, pp. 415-424.
[5] Lipa, B. J., Barrick, D. E. (1986). Extraction of sea state from HF radar sea echo: Mathematical theory and modeling. Radio Science, Vol. 21, No. 1, pp. 81-100.
[6] Wyatt, L. R. (1990). A relaxation method for integral inversion applied to HF radar measurement of the ocean wave directional spectrum. International Journal of Remote Sensing, Vol 11, No. 8, pp. 1481-1494.
[7] Heron, S. F., Heron, M. L. (1998). A comparison of algorithms for extracting significant wave height from HF radar ocean backscatter spectra. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol. 15.
[8] Gurgel, K. –W., Antonischki, G., Essen, H. –H., Schlick, T. (1999). Wellen Radar(WERA): a new ground-wave HF radar for ocean remote sensing. Costal Engineering 37.
[9] Gurgel, K. -W., Essen, H. –H., Kingsley, S. P. (1999). High-frequency radars: Physical limitations and recent developments. Coastal Eng., Vol. 37, pp. 201-218.
[10] Schmidt, P. O. (1986). Multiple emitter location and signal parameter estimation. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-34, No. 3.
[11] Laws, K. E., Fernandez, D. M., Paduan, J. D. (2000). Simulation-Based evaluations of HF radar ocean current algorithms. IEEE Journal of Oceanic Engineering, Vol. 25, No. 4.
[12] Graber, H. C., Haus, B. K., Chapman, R. D., Shay, L. K. (1997). HF radar comparisons with moored estimates of current speed and direction: Expected differences and implications. Journal of Geophysical Research, Vol. 102, No. 8, pp. 18, 749-18, 766.
[13] Ponsford, A. M., Dizaji, R., Ding, Z. (2003). A HF surface wave radar based integrated maritime surveillance system.
[14] Xiongbin, W., Lun, L., Yixie, S., Yan, L., Tai, GUO. (2009). Experimental determination of significant waveheight by OSMAR071: comparison with results from buoy. Wuhan University Journal of Natural Sciences, Vol. 14, No. 6, pp. 499-504.
[15] Barrick, D., Lipa, B. (2015). When are HF-radar observed wave heights modulated by periodic tidal and inertial currents? IEEE/OES 11th CWTM, pp. 1-4.
[16] Derr, V. E. (1972). Remote Sensing of Troposphere. Boulder, Colorado: Electrical Engineering Department, CU.
[17] Rice, S. O. (1951). Reflection of electromagnetic waves by slightly rough surfaces, Theory of Electromagnetic Waves, ed. M. Kline, 351-378.
[18] Wright, J. W. (1966). Backscattering from capillary waves with application to sea clutter. IEEE Trans. Ant. Prop. Ap-14, No. 8, pp. 749-754.
[19] Barrick, D. E., Peake, W. H. (1968). A review of scattering from surfaces with different roughness scales. Radio Science, Vol. 3, No. 8.
[20] Lipa, B. J., Barrick, D. E. (1982). Analysis method for Narrow-Beam High-Frequency radar sea echo. Boulder, Colorado: Wave Propagation Laboratory.
[21] Stewart, R. H., Joy, J. W. (1974). HF radio measurements of surface currents. Deep-Sea Research, Vol. 21, pp. 1039-1049.
[22] Barrick, D. E., Snider, J. B. (1977). The statistics of HF Sea-Echo Doppler spectra. IEEE Transactions on Antennas and Propagation.
[23] Barrick, D. E., Lipa, B. J. (1996). A comparison of direction-finding and bean-forming in HF radar ocean surface current mapping. CODAR Ocean Sensor, Los Altos, CA, Phase 1 sbir final report.
[24] Mitsuyasu, H., Tasai, F., Suhara, T., Mizuno, S., Ohkusu, M., Honda, T., Rikiishi, K. (1975). Observations of the directional spectrum of Ocean waves using a Cloverleaf buoy. Journal of Physical Oceanography, Volume 5.
[25] 洪萱芸. “以希爾伯特-黃轉換辨識並濾除特高頻雷達飛機雜波.” National Central University, Master’s thesis, Taoyuan, 2020.
[26] 傅兆平. “國立中央大學特高頻測海雷達回波分析與比對.” National Central University, Master’s thesis, Taoyuan, 2017.
[27] 孫忠佑.“利用特高頻雷達波束成形技術定位船舶軌跡.”National Central University, Master’s thesis, Taoyuan, 2019.
[28] 鐘耀照，“內陸棚及河口混合與擴散特性觀測研究.”National Central University, Doctor’s thesis, Taoyuan, 2019.
[29] Bye, J. A. T. (1967). The wave-drift current. J. Mar. Res., 25(1), 95-102.
[30] Kenyon, K. E. (1969). Stokes drift for random gravity waves. Journal of Geophysical Research, Vol. 74, No. 28.
[31] Ekman, V. W. (1905). On the influence of the Earth’s rotation on ocean-currents. Arkiv for matematik, astronomi o. fysik. Bd 2. N:o 11.
[32] Alattabi, Z. R., Cahl, D., Voulgaris, G. (2019). Swell and wind wave inversion using a single very high frequency(VHF) radar. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol. 36.
[33] Barrick, D. E. (1977). The ocean waveheight nondirectional spectrum from inversion of the HF Sea-Echo Doppler spectrum. Remote Sensing of Environment 6, 201-227.
[34] Chen, Z., Gokeda, G., Yu, Y. (2010). Introduction to Direction of Arrival Estimation. Boston, London: Artech House.
[35] Cochin, V., Forget, P., Seille, B., Mercier, G. (2005). Sea surface currents and wind direction by VHF radar: results and validation. Europe Oceans 2005, Brest, France, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 857399.
[36] De Paolo, T., Terrill, E. (2007a). Properties of HF radar compact antenna arrays and their effect on the MUSIC algorithm. Scripps Institution of Oceanography Tech. Rep., pp. 40.
[37] Essen, H. –H. (1993). Ekman portions of surface currents, as measured by radar in different areas. Deutsche Hydrogr. Z., 45, 57-85.
[38] Fernandez, D. M., Vesecky, J. F., Teague, C. C. (1996). Measurements of upper ocean surface current shear with high-frequency radar. Journal of Geophysical Research, Vol. 101, No. C12, pp. 28,615-28,625.
[39] Gao, H., Li, G., Li, Y., Yang, Z., Wu, X. (2006). Ionospheric effect of HF surface wave over-the-horizon radar. Radio Science, Vol. 41.
[40] Hickey, K., Khan, R. H., Walsh, J. (1995). Parametric estimation of ocean surface currents with HF radar. IEEE Journal of Ocean Engineering, Vol. 20, No. 2.
[41] Halverson, M., Pawlowicz, R. (2017). Dependence of 25 MHz HF radar working range on Near-Surface conductivity, sea state, and tides. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Volume 34.
[42] Kara, A. B., Wallcraft, A. J., Metzger, E. J., Hurlburt, H. E. (2007). Notes and correspondence wind stress drag coefficient over the global ocean. Journal of Climate, Vol. 20.
[43] Khan, R., Gamberg, B., Power, D., Walsh, J., Dawe, B., Pearson, W., Millan, D. (1994). Target detection and tracking with a high frequency ground wave radar. IEEE Journal of Oceanic Engineering, Vol. 19, No. 4.
[44] Kirincich, A. (2016). Remote sensing of the Surface wind field over coastal ocean via direct calibration of HF radar backscatter power. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Volume 33.
[45] Li, X., Yu, C., Su, F., Quan, T., Chu, X., Wang, S. (2018). Significant wave height extraction using a low-frequency HFSWR system under low sea state. IET Radar Sonar & Navigation, Vol. 12.
[46] Liu, Y., Weisberg, R. H., Merz, C. R. (2014). Assessment of CODAR SeaSonde and WERA HF radars in Mapping surface currents on the West Florida Shelf. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Volume 31.
[47] Lipa, B. (1977). Derivation of directional ocean-wave spectra by integral inversion of second-order radar echoes. Radio Science, Vol. 12, No. 3, pp. 425-434.
[48] Lipa, B. J., Barrick, D. E. (1983). Least-Squares methods for the extraction of surface currents from CODAR crossed-loop data: Application at ARSLOE. IEEE Journal of Oceanic Engineering, Vol. OE-8, No. 4.
[49] Moskowitz, L. (1964). Estimates of the power spectrums for fully developed seas for wind speeds of 20 to 40 knots. Journal of Geophysical Research, Vol. 69, No. 24.
[50] Ponsford, A. M., Wang, J. (2010). A review of high frequency surface wave radar for detection and tracking of ships. Turk J Elec Eng & Comp Sci, Vol. 18, No. 3.
[51] Prandle, D., Loch, S. G., Player, R. (1993). Tidal flow through the straits of Dover. Journal of Physical Oceanography, Vol. 23.
[52] Shay, L. K., Cook, T. M., Peters, H., Mariano, A. J., Weisberg, R., An, P. E., Soloviev, A., Luther, M. (2002). Very high-frequency radar mapping of surface currents. IEEE Journal of Oceanic Engineering, Vol. 27, No. 2.
[53] Shay, L. K., Pedraja, J. M., Cook, T. M., Haus, B. K. (2007). High-Frequency radar mapping of surface currents using WERA. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol. 24.
[54] Wang, C. –Y., Su, C. –L., Wu, K. –H., Chu, Y. -H. (2017). Cross spectral analysis of CODAR-SeaSonde echoes from sea surface and Ionosphere at Taiwan. International Journal of Antennas and Propagation, Volume 2017, Article ID 1756761, 14 pages. Hindawi Publishing Corporation.
[55] Wyatt, L. R., Ledgard, L. J., Webster, S., Kinhsley, S. P. (1996). An evaluation of the OSCR HF radar system for ocean wave measurement. Proc. Of IEEE Oceans ’96.
[56] Wyatt, L. R., Green, J. J., Middleditch, A., Moorhead, M. D., Howarth, J., Holt, M., Keogh, S. (2006). Operational wave, current, and wind measurements with the Pisces HF radar. IEEE Journal of Oceanic Engineering, Vol. 31, No. 4.
[57] Wyatt, L. R., Green, J. J. (2009). Measuring high and low waves with HF radar. Proc. Ocean-Europe, pp. 1-5.
[58] Yang, S., Ke, H., Wu, X., Tian, J., Hou, J. (2005). HF radar ocean current algorithm based on MUSIC and validation experiments. IEEE Journal of Oceanic Engineering, Vol. 30, No. 3.
[59] Zhao, C., Chen, Z., Zeng, C., Zhang, L., Xie, F. (2015). Evaluating radial current measurement of multifrequency HF radar with multidepth ADCP data during a small storm. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol. 32.
[60] Zhou, H., Wen, B. (2015). Wave height extraction from the first-order Bragg peaks in High-Frequency radars. IEEE Geoscience and remote sensing letters, Vol. 12, No. 11.
[61] Zhao, C., Chen, Z., Zeng, G., Zhang, L. (2016). A new multi-frequency HF radar based on small circular antenna array for sea surface current measurement. Oceans 2016, Shanghai, China, pp. 1-5.

指導教授

朱延祥

審核日期

2020-8-19

推文