正态空间取向箔条云的极化特性

研究了箔条云的极化特性,首先分析了单根箔条的电磁散射过程,得到了极化坐标系下单根箔条的极化散射矩阵和Mueller矩阵的表达式,给出了在不同收/发极化方式下箔条云散射截面的计算公式.对空间取向服从球面均匀分布的箔条云,推导得到了箔条平均RCS的解析公式;对空间取向服从正态分布的箔条云,利用数值积分得到了箔条平均RCS的近似值,并给出了根据被干扰雷达的收/发极化方式优选箔条空间取向的建议方案.     

均匀取向箔条云的RCS极值研究

箔条云的雷达回波为部分极化波,其散射波的极化度和RCS极值问题对于极化滤波、极化对比增强的效果具有重要的决定作用.首先用Mueller矩阵采表征了箔条云的变极化效应,基于Mueller矩阵对均匀取向箔条云散射波的极化程度、共极化和交叉极化的RCS极值进行了研究.研究发现,散射波的总能量不随发射极化改变,当发射波为线极化时,散射波的极化度最大,共极化RCS最大,交叉极化RCS最小,当发射波为圆极化时,散射波为完全未极化波,此时用任意的极化接收,平均功率是相同的.     

舰船与箔条的双极化统计特性研究

箔条干扰是反舰导弹末制导雷达面临的主要威胁,利用统计特性差异对箔条和舰船进行鉴别是末制导雷达抗箔条干扰的主要途径之一。将不同极化通道的箔条干扰和舰船目标的RCS分别建模为SwerlingⅡ模型和Swerling Ⅳ模型,推导得到二者的极化比统计分布,利用极化比与极化角的关系,通过变量替换得到二者极化角的统计分布,并进行了理论分析和对比,最后通过实测数据验证了理论推导的正确性。结果表明:箔条与舰船的极化角均值和标准差可作为目标识别的可靠特征量。     

箔条云的全极化频谱特性

基于箔条螺旋下降的运动模型,研究了箔条的转动和平动对箔条云回波信号造成的影响,用统计方法研究了箔条云的全极化频谱特性.首先介绍了箔条螺旋下降的运动模型,给出了转动偶极子的极化散射矩阵,在此基础上分析了箔条云散射矩阵元的自相关函数和互相关函数,给出了散射矩阵元的功率谱和交叉功率谱的表达式,然后给出了均匀取向和水平取向箔条云回波频谱的数值结果.     

一种测量机载箔条云RCS时间特性的新方法

针对目前国内外场测量机载箔条云RCS时,在载机弹出箔条弹至箔条云充分展开这段时间内,测量设备无法将飞机的回波与箔条云的回波进行有效分离,导致测量精度不高的问题.文中在总结已有的国内外对机载箔条云RCS测量方法的基础上,根据雷达多普勒效应,速度不同的目标,在频谱中产生不同频移原理,提出了在外场测量机载箔条云RCS的新方法--频谱法.仿真结果说明,此方法可以更精确地测量机载箔条云的RCS时间特性.     

一种坐标轴型箔条的设计及散射特性研究

针对传统箔条干扰性能受指向、极化、雷达视角等因素影响严重的问题,提出了一种坐标轴构型的新型箔条结构,并采用电磁仿真软件计算其在不同频率、极化和入射角度情况下的散射特性.该类箔条由考虑了缩短效应的三根传统箔条相互正交连接组成三维直角坐标轴形状,连接点为三根传统箔条的中点.仿真实验和暗室测量结果表明:针对X波段（9.5~10.5 GHz）雷达设计的这种新型箔条,当雷达波以不同线极化方式从不同角度入射时,单个坐标轴型箔条的雷达散射截面积（radar cross section,RCS）（其是干扰效能的主要量度）变化幅度不超过3 dB,在5°的角度制作误差范围内仍具有较稳定的RCS;单个坐标轴型箔条的平均RCS比相同质量的传统箔条高约2.61 dB,但是对圆极化雷达的同极化干扰能力较弱;数量为5万且呈随机分布的坐标轴型箔条云RCS保持在-10 dBsm以上,并且在线极化和入射角度上具有较好的稳定性,具备掩护典型隐身目标的能力.     

不同取向非相干箔条云对入射极化的敏感特性

箔条云对入射极化方式具有选择特性。基于竖直方向偶极子极化散射矩阵和非相干散射模型,建立了箔条云雷达视线方向非相干极化随机散射过程模型,给出了散射极化信息均值和方差的数值计算表达式,使用MATLAB软件采用数值计算方法研究分析了空间姿态服从不同均值正态分布、线形分布和球面均匀分布箔条云对入射极化的敏感特性。仿真结果显示,同分布箔条云在不同雷达视角下选择特性不同,不同分布箔条云在相同雷达视角下的选择特性也有差异。结论为干扰方设计箔条云和抗干扰方选择入射极化方式提供了理论指导。     

箔条云散射特性测量与分析

分析了箔条云散射特性测量技术,进而开展箔条云外场动态测量实验。对实测箔条云RCS的概率分布进行拟合,并对拟合结果进行检验,同时分析了箔条云散射特性与时间、频率等之间的关系。结果表明,当显著性水平为0.01时,该箔条云在S波段和X波段的动态RCS服从χ2分布;箔条云形成之后,箔条密度随着时间的推移而下降,导致其RCS减小;随着频率升高而波长减小,箔条间互耦效应将减小,箔条云RCS的起伏也将减小。     

单根箔条平均RCS改进算法研究

针对单根箔条平均雷达横截面积(RCS)的计算不准确的问题,应用二次辐射理论建立的箔条电磁散射模型,根据箔条极化情况,计算出不同入射极化条件下箔条丝和箔条云的平均散射截面,改进单根箔条的平均RCS计算误差.     

海面上方运动目标和人造箔条云干扰的多普勒频移仿真

计算空间取向偶极子箔条的极化散射,利用矢量辐射传输方程的一阶迭代解得到箔条云的双站散射截面.建立箔条云的扩散和箔条取向变化的模型,研究了半主动雷达制导过程中,导弹接收到的目标回波、海面杂波和人造箔条云干扰杂波的多普勒频移,得到数值仿真结果.     

运动调制的间断型长箔条散射特性研究

随着高分辨、分布式、组网融合的雷达系统的发展,传统箔条面临着干扰效率不足、三维维形困难等问题.针对发展低维高效的箔条干扰方式的需求,提出了一种由传统箔条串接而成的间断型长箔条,并通过模态分析和数值仿真研究了其在稀薄大气中的运动学特性和散射特性.该类箔条由考虑了缩短效应的多根传统箔条间隔一定距离依次相连形成,旨在通过约束传统箔条在稀薄大气中的自由扩散,维持雷达距离单元内较高的箔条密度,从而提高干扰效率.仿真结果表明：在不同指向条件下,单根7.44 m间断型长箔条两分钟内的雷达散射截面（radar cross section, RCS）均未出现下降趋势,仅在均值附近上下波动;单根7.44 m间断型长箔条在X波段各频点的平均RCS较同质量的传统箔条均有所提升,10 GHz条件下至少提升了3 dB;100根随机分布的7.44m间断型长箔条形成的箔条云RCS均值约为-9 dBsm,较相同条件下传统箔条形成的箔条云提升了6～7 dB.新型间断型长箔条可为典型小RCS目标的高效费比防护提供支撑.     

箔条云RCS特性测量方法及其测量精度分析

箔条云的ＲＣＳ特性是衡量其干扰效果的重要指标。本文依据箔条云的ＲＣＳ特性,讨论了ＲＣＳ测量的基本原理,推导了ＲＣＳ测量的数学表达式,分析了影响其测量精度的各种误差源。     

Development of a Chaff Cloud RCS Measurement Radar at 94.5 GHz

The Radar Cross Section (RCS) signature of the chaff cloud in the millimeter wave band is useful in many research fields such as radar countermeasure, target identification and discrimination, and so on. To obtain the RCS of the chaff cloud, practical measurement is an effective method. This paper introduces the design and implementation of a bistatic radar which is used for chaff cloud RCS measurement. The configuration of the radar system and the techniques used in this system, including oversampling, digital down conversion, coherent integration, and interpolation, are discussed. The infield experiment results are presented.     

一种基于精细极化目标分解的舰船箔条云识别方法

用于干扰舰船目标的箔条云通常具有与舰船目标相近的尺寸和雷达散射截面积,这使得舰船与箔条云的识别成为一个非常有挑战性的问题.该文提出一种基于精细极化目标分解的识别方法.为了能够有效地识别舰船目标与箔条云,该文首先结合3种精细化散射模型,提出了一种基于精细散射模型的七成分分解方法.通过这种分解方法可以有效地刻画舰船目标的散...     

一层随机分布的异向材料小椭球粒子的极化散射特征

该文推导了异向材料(Metamaterial)小椭球粒子的复散射振幅函数。构造了一层随机取向的异向材料小椭球粒子全极化散射的Mueller矩阵解。计算和比较了异向材料粒子和通常介质粒子的散射特性、同极化后向散射系数hh, vv, 以及hh－vv 随频率的变化。计算了任一椭圆极化入射下一层非均匀取向的随机分布异向材料粒子的同极化和交叉极化后向散射系数,以及随机粒子产生散射场去极化的极化度。解释了异向材料的媒质参数对粒子散射特性的影响和一层粒子的散射机理。结果表明:与通常介质粒子比较,异向材料粒子的散射产生了特征方向性的增强,全极化散射呈现非对称模式,并且由于异向材料的 和与频率的特殊关系,一层异向材料粒子的hh－vv 随频率有显著的复杂变化。     

Wide-band polarimetry and complex radar cross section signatures

Information about radar targets has to go beyond the scalar radar cross section (RCS) for target classification purposes. The necessary target information is constrained in the complex RCS matrix. The authors show the theoretical derivation of this matrix and of the related scattering matrix. Both matrices contain the target's complex RCS for arbitrary polarization. The mathematical procedures for basis transformation that is, the evaluation of influences of polarization, are given. Equipment for wide-band, coherent RCS measurements with calibration targets and a 20-term error correction algorithm is presented. Using the complex RCS matrix, polarimetric target signatures are derived and plotted for simple objects. The target classification is finally based on the polarimetric signatures and the characteristic parameters derived from them. The basis of these are measurements of relevant samples and target RCS modeling     

Semi-empirical model of the ensemble-averaged differential Mueller matrix for microwave backscattering from bare soil surfaces

A semi-empirical model of the ensemble-averaged differential Mueller matrix for microwave backscattering from bare soil surfaces is presented. Based on existing scattering models and data sets measured by polarimetric scatterometers and the JPL AirSAR, the parameters of the co-polarized phase-difference probability density function, namely the degree of correlation /spl alpha/ and the co-polarized phase-difference /spl sigmav/, in addition to the backscattering coefficients /spl sigma//sub /spl nu//spl nu///sup 0/,/spl sigma//sub hh//sup 0/ and /spl sigma//sub /spl nu/h//sup 0/, are modeled empirically in terms of the volumetric soil moisture content m/sub /spl nu// and the surface roughness parameters ks and kl, where k=2/spl pi/f/c, s is the rms height and l is the correlation length. Consequently, the ensemble-averaged differential Mueller matrix (or the differential Stokes scattering operator) is specified completely by /spl sigma//sub /spl nu//spl nu///sup 0/,/spl sigma//sub hh//sup 0/,/spl sigma//sub /spl nu/h//sup 0/,/spl alpha/, and /spl zeta/.