新型变极化角反射器设计及散射特性分析

面向无源干扰灵活可调的发展需求,提出了一种基于极化栅加载的新型变极化角反射器,通过在金属角反射器内壁加载极化栅,以极低的成本实现了角反射器散射回波极化状态的灵活调控.以方形三面角反射器底面内壁加载圆形极化栅为例开展了仿真工作,分别对电磁波正入射以及宽角度入射两种不同场景下散射回波的极化特性进行了分析.仿真结果表明,所设计的变极化角反射器随着极化栅的旋转,回波出现显著的变极化响应,在Poincaré球上呈近似“8”字形,极化状态依次经历垂直线极化、左旋椭圆极化、水平线极化和右旋椭圆极化.此外,特定旋转角度下,经变极化角反射器调制的电磁回波在口面内呈现空域差异性.为验证所设计的新型角反射器的极化调控能力,利用PCB工艺加工制作了极化栅,并将其加载至角反射器内壁,开展了暗室测试,测试数据表明本文所提出的变极化角反射器在时间维和空间维上具备极化调控能力.因此,本文所提出的变极化角反射器在雷达对抗领域有广阔的应用前景.     

时-空变化的背景电离层对星载合成孔径雷达方位向成像的影响分析

对于星载合成孔径雷达(SAR)成像,方位向信号的相关性可能会因时-空变化的背景电离层而遭到破坏,特别是对于低波段系统.该文将孔径内方位时变的斜距电子总量(STEC)归结于3个因素:垂向电子总量(VTEC)的时间变化、空间变化以及电磁波传播路径的变化,分别分析了每个因素造成的时变STEC各阶系数.该文建立了统一的分析模型,即时变STEC影响下的SAR方位向信号3阶泰勒展开模型,推导了方位向偏移和相位误差解析表达式,并基于此得到了不同星载SAR系统的时变STEC各阶系数容限.利用实测的VTEC数据以及国际参考电离层(IRI)模型,开展了信号级仿真.数值分析和信号级仿真的结果表明,对于低轨P波段SAR系统,空变VTEC与传播路径变化是导致方位时变STEC的主要因素;而对于中高轨SAR系统,时变VTEC是导致方位时变STEC的主要因素.随着载频的下降与合成孔径时间的增加,方位向成像性能更加容易受到方位时变STEC的影响.     

时-空变化的背景电离层对星载合成孔径雷达方位向成像的影响分析

对于星载合成孔径雷达(SAR)成像,方位向信号的相关性可能会因时-空变化的背景电离层而遭到破坏,特别是对于低波段系统。该文将孔径内方位时变的斜距电子总量(STEC)归结于3个因素:垂向电子总量(VTEC)的时间变化、空间变化以及电磁波传播路径的变化,分别分析了每个因素造成的时变STEC各阶系数。该文建立了统一的分析模型,即时变STEC影响下的SAR方位向信号3阶泰勒展开模型,推导了方位向偏移和相位误差解析表达式,并基于此得到了不同星载SAR系统的时变STEC各阶系数容限。利用实测的VTEC数据以及国际参考电离层(IRI)模型,开展了信号级仿真。数值分析和信号级仿真的结果表明,对于低轨P波段SAR系统,空变VTEC与传播路径变化是导致方位时变STEC的主要因素;而对于中高轨SAR系统,时变VTEC是导致方位时变STEC的主要因素。随着载频的下降与合成孔径时间的增加,方位向成像性能更加容易受到方位时变STEC的影响。     

一种基于频域解模糊的星载P波段全极化SAR法拉第旋转效应校正方法

星载P波段合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）极化测量性能易受电离层法拉第旋转（Faraday Rotation, FR）效应的影响，随着系统带宽增加，以及中心频率对应的法拉第旋转角（FR Angle, FRA）增大，FR效应色散特征突显，将导致距离向成像恶化以及额外的极化测量误差.针对色散FR效应，提出了一种基于频域解模糊的星载P波段全极化SAR法拉第旋转效应校正方法，通过模糊度一致化以及频域拟合等关键步骤，解决了P波段SAR系统FRA估计值模糊问题，最后在频域实现色散FR效应的校正.利用机载P波段全极化SAR数据开展了仿真验证实验，与传统的图像域校正方法相比，有效抑制了色散的FR效应，显著改善了交叉极化通道图像之间的相关性.