高距离分辨率极化雷达目标匹配识别研究

本文提出一种基于高距离分辨率极化雷达体制的雷达目标相关匹配识别新方法。首先介绍了雷达目标多维极化距离像匹配识别的原理,然后介绍了多维相关匹配表达式的构造方法。最后利用雷达目标测量数据进行了目标识别的实验。理论分析和实验结果表明：极化信息的有效利用,可以提高雷达的目标识别性能。     

数字变极化探测系统中的极化散射熵提取

人造目标多有尖锐的棱角和平坦的表面,而天然目标不是这样,这为利用极化技术探测和识别创造了条件。 极化信息可以显著提高雷达的目标检测、目标识别与抗干扰性能,在现代的制导、防空、反导等雷达系统中具有广 阔的应用前景。本文以地面目标为研究对象,基于数字变极化单脉冲探测系统,采用多种发射极化形式,利用虚拟 极化合成接收,得到全极化高分辨一维距离像,获得散射熵H 和平均散射角α 在距离像中的分布,可用于在地杂波 背景下的目标检测与识别。     

雷达小知识

极化雷达polarimetric radar指利用目标雷达反射截面积(RCS)在不同极化方式下所表现出的差异，来提取出目标的特征信息，或从背景杂波中区别出目标的雷达。极化雷达至少要有两个不同极化方式的接收通道，相应地有时也要有两个极化发射通道。理想的极化雷达能够确定每一个可能目标的极化散射矩阵，并利用这种极化信息来选择和识别特定的目标。现代雷达利用目标回波中的极化信息能够获得多方面的得益，就对空、对海和对地探测目标的雷达而言，     

极化信息在雷达目标检测中的得益分析

极化是电磁波的基本属性之一,目标在反射电磁波的同时会改变电磁波的极化状态,其变极化效应蕴含了目标的特征信息,充分利用极化信息可以有效提高雷达系统的反杂波、反隐身、目标识别和抗干扰性能。文中针对雷达单极化、双极化和全极化测量体制,从目标的散射结构出发分析了极化信息对雷达目标检测信噪比的改善程度,为雷达极化方式和极化测量体制的选择、极化检测算法的优化设计等应用提供了有益参考和理论指导。     

虚拟极化技术在雷达接收中的应用

虚拟极化技术是实现雷达极化状态自适应变化的有效方法.文中介绍了虚拟极化技术的原理及其在雷达接收中的应用.通过对微波暗室实测数据的分析和研究,得到了虚拟极化接收对目标信号的增强效果,并进一步分析了虚拟极化相对于同极化接收的增益情况,给出了相应的结论.     

雷达动目标极化散射矩阵瞬时测量技术

研究了雷达运动目标的信息获取问题,提出了运动目标极化散射矩阵瞬时测量方法。雷达正交双极化天线同时发射正、负调频斜率线性调频信号,目标的正交双极化回波分别与2个线性调频信号进行匹配滤波,利用正、负斜率线性调频信号的模糊函数特性测量目标时延和多普勒频移,通过求解线性方程组消除极化-多普勒耦合,精确得到目标极化散射矩阵的4个元素。该方法可以在单个脉冲周期内同时获取目标的距离信息、速度信息和极化信息。仿真实验验证了该方法的有效性。     

虚拟极化在雷达目标检测的得益研究

为了定量研究虚拟极化在雷达目标检测的得益,在实测数据基础上分别基于参数估计法和搜索法计算极化状态,提出虚拟极化得益有别于极化分集的得益,给出了虚拟极化得益的评估方法。实验结果表明虚拟极化的得益最大为3 dB,虚拟极化的得益与接收双通道SNR的差值的大小成反比例关系:接收双通道的SNR差值为0 dB～6 dB时,虚拟极化得益为1 dB～3 dB;接收双通道SNR差值>6 dB时,虚拟极化得益<1 dB,此时虚拟极化合成没有意义。此外,从时间成本和效果上评估,优选参数估计法计算极化状态。从应用角度上分析,虚拟极化在小SNR目标检测具有潜力,而对于大SNR的目标检测可以增加探测距离。     

基于和差波束极化特性的目标极化散射矩阵测量方法研究

该文建立了一种基于常规单脉冲体制的目标全极化散射矩阵测量算法。首先证明了该型雷达天线具有复杂的极化结构,并且对回波信号的极化特性有一定的敏感性。利用单脉冲雷达和差通道的极化特性在获取目标角度信息的同时利用一个脉冲重复周期即可完成目标极化散射矩阵的测量,降低了全极化单脉冲雷达研发的系统复杂度和设计成本,通过电磁计算和仿真分析验证了上述研究的正确性。这对于开发现有雷达装备的极化测量处理能力、提升其抗干扰和目标识别能力具有一定的启发和指导意义。     

空域虚拟极化滤波原理及实验结果

极化滤波利用干扰信号和目标信号的极化状态差异,能够有效对抗多种有源干扰样式.然而,大多数现役雷达还不具备极化测量能力,为此,利用天线固有的"空域极化特性",研究了对抗有源压制干扰的"空域虚拟极化滤波"算法.建立了有源压制干扰及目标回波的接收信号模型,给出了算法的详细处理流程,进行了计算机仿真实验和雷达外场测量实验.实验...     

基于极化特征的雷达目标识别技术

极化特性是雷达目标散射回波的重要特性之一,极化特征能够解析目标的粗细、大小、对称性等信息。随着雷达极化测量技术的逐步成熟,基于极化特征的雷达目标识别日益引起国内外学术界的高度重视。以电磁散射计算仿真的飞机模型为研究对象,在极化不变量理论基础上对这些飞机目标的极化特性进行了试验分析研究,以SVM为分类器,通过功率矩阵的迹和去极化系数可以实现对三个目标的区分。结果表明,该方法可以有效地将三个目标进行分类识别。     

增强雷达目标信号的接收虚拟变极化仿真和工程化方法

利用正交天线双通道接收雷达回波,然后进行虚拟变极化处理来增强信号是改善目标信噪比的有效方法.本文介绍了虚拟接收变极化的原理,并通过对淹没在噪声中信号的仿真,得到直观的信噪比增强效果.最后,给出了虚拟变极化的工程实现方法和仿真实验结果.     

全极化探地雷达系统

作为一种无损探测技术,探地雷达在地下探测领域发挥着重要作用。传统的探地雷达一般采用单极化天线进行测量,只能获取目标回波中的频率、振幅、相位信息,对目标体的辨识能力相对较弱。全极化探地雷达(Full Polarimetric Ground Penetrating Radar,FP-GPR)利用4种不同的天线组合方式对目标体进行探测,能获得相对于传统探地雷达4倍的信息量。通过改变发射天线与接收天线的放置方式,全极化探地雷达除了能采集到传统探地雷达所能获得的频率、振幅、相位等信息,还能获得目标体的极化属性。所谓极化属性,是指目标体使电磁波在其表面发生变极化效应的性质,这些性质往往与目标体的形状相关。因此利用FP-GPR可以对目标体进行更准确的探测。     

瞬态极化Wigner-Ville分布相关法及其性能分析

研究了高分辨极化雷达目标识别问题,给出了瞬态极化Wigner—Ville分布(WVD)的定义,提出了基于瞬态极化WVD相关的目标识别方法,以充分利用目标回波的极化信息,并且揭示了该方法的性能改善与目标回波极化散度之间的关系。最后利用五种飞机缩比模型外场测量数据进行了目标识别实验。实验结果表明,该方法是一种有效的高分辨极化雷达目标识别方法。     

单脉冲雷达的干扰对消和极化抑制技术

建立了单脉冲跟踪雷达的和、差波束接收通道对目标和干扰信号的接收信号模型,考虑到旁瓣对消目标效应对测角误差的影响,指出利用和、差波束方向图特性的差异可以抑制目标效应,讨论了抑制和通道干扰的方法.基于和、差波束极化方向图的差异,提出了一种空域虚拟极化估计和极化滤波算法,给出了完整的解析表达式,结果表明该技术可对差通道干扰信号具有显著的极化抑制效果,提高信干比,可进一步提高干扰背景下的测角性能.     

雷达目标极化散射特征提取的研究进展

极化雷达可以直接测量出雷达目标的2×2散射矩阵信息，与传统雷达相比，极化雷达的突出优点在于测量数据包含的信息量远大于传统雷达，因而在很多领域都获得了重要应用.本文将对目标极化散射特征提取的发展概况进行综述，包括基于矩阵分解的目标特征参数提取以及直接提取目标极化散射特征的方法等，并对其中存在的问题进行评论，对未来的发展进行展望.     

基于天线空域极化特性的虚拟极化接收技术

提出了一种基于天线空域极化特性的雷达虚拟极化接收方法,可使现有的单极化雷达具有一定的变极化能力.结合偏馈抛物面天线空域极化特性的计算结果,给出了修正的雷达观测方程,提出了虚拟极化接收的方法,对雷达虚拟极化接收的性能进行了分析,指出了等效噪声电平是接收极化的函数,并给出了具体的表达式,最后基于雷达虚拟极化接收提出了PIN最小化极化滤波方法,使干扰加噪声的能量最小,仿真结果表明:虚拟极化接收技术在INR较大时具有较好的抗干扰效果.     

一种极化-多普勒气象雷达的射频干扰滤波方法

为了滤除极化-多普勒气象雷达中的射频干扰,该文提出利用谱极化滤波器,适用于同时发射同时接收(STSR)和分时发射同时接收(ATSR)体制的极化气象雷达。首先利用C波段STSR气象雷达的实测数据研究射频干扰的时域、频域和极化域特性,建立射频干扰信号模型。然后,在X波段ATSR雷达的数据中仿真加入射频干扰,验证谱极化滤波器的有效性。总体看来,在ATSR雷达中利用谱极化滤波器可以有效保留降雨目标并且滤除射频干扰。最后,针对STSR雷达提出利用数据分集的方法,STSR雷达的实测数据可以模拟ATSR雷达数据,再利用谱极化滤波器实现射频干扰滤除,同样可以取得较好的滤波效果。      

相干源诱偏下极化对相位干涉仪导引头测角影响研究

在考虑极化影响的情况下,建立了相位干涉仪导引头跟踪相干两点源的数学模型,分析了雷达信号、诱饵信号及导引头接收天线的极化方式对被动雷达导引头测角性能的影响,推导了导引头跟踪辐射源时极化应满足的条件,并采用庞加莱(Poincare)极化球描述了极化与导引头指向角度的关系。指出利用极化信息可以改善导引头对雷达和相干源诱饵的分辨,为极化信息在被动导引头中的应用提供了依据。     

全极化转发式假目标鉴别方案设计

现有雷达目标鉴别方案大多是针对单极化假目标设计的,对于能够在极化域上模拟雷达目标特性的全极化转发式假目标难以凑效。分析了全极化转发式假目标的特性及其与真实雷达目标的差异,定义了雷达目标之间的极化特征描述子矢量相似系数,以共交极化比和极化特征描述子矢量相似系数为特征参量,设计了全极化假目标的极化鉴别方案。利用八种真实雷达目标实测数据仿真实验,表明了该极化鉴别方案的有效性。     

基于相控阵雷达回波极化信息的检测研究

在相控阵雷达中采用序列检测可提高雷达信号检测性能和改善数据库，本文利用雷达极化信息对三种典型序列检测方法进行了改进研究。并对这三种改进算法在相控阵雷达中的应用性能作了详细的分析，同时进行了相干视频仿真实验。仿真结果表明：极化信息的利用使雷达搜索目标能力得到明显改善，同时双幅度门限检测法的应用使相控阵雷达的检测性能更加优越。