基于宽带极化纯度估计的极化测量定标修正

对扩展目标极化散射特性进行测量时,通常期望精确获得宽带高分辨条件下目标各散射中心的极化特征信息,但由于各极化分量散射的信号对测试系统的正交极化通道存在能量泄漏,会严重影响较弱的极化散射分量的测量准确性。基于极化散射测量定标原理与宽带高分辨极化测量表征模型,分析了干扰量的产生原因以及对散射中心测试结果的影响机理,提出了一种基于宽带正交极化纯度估计进而修正复杂目标极化测量结果的方法,并通过对金属球、金属二面角组合和类弹头金属模型3类典型目标的实测,验证了其有效性。     

地基防御雷达的有源假目标极化鉴别能力

研究了有源多假目标等欺骗性电子干扰对地基防御雷达系统的有效性问题。首先详细分析了任一椭圆极化天线有源假目标的极化特性,并探讨了典型雷达目标的极化散射特性。在此基础上,设计了有源多假目标的极化鉴别算法,计算机仿真表明,具有极化测量能力的地基防御雷达系统具有对有源多假目标进行鉴别的能力。     

基于单偏馈抛物面天线空域极化特性的最佳波束宽度研究

先给出偏馈抛物面天线远场的主极化和交叉极化分量的理论推导,得出其空域极化特性是焦径比和偏馈角的函数。根据实际单偏馈抛物面天线设计中的约束合理设定了天线模型的参数,然后利用专业软件对天线的空域极化特性进行了仿真分析。从大量仿真实验结果中总结了单偏馈抛物面反射天线空域极化特性随着方位角、俯仰角、偏馈角、焦径比改变的变化规律,在此基础上提出了天线空域极化特性处理的最佳波束宽度的概念并给出天线空域极化特性在最佳波束宽度内的变化规律。     

空间微动目标动态全极化回波仿真技术研究

从空间微动目标的运动特性和全极化散射特性两方面出发,研究了进动目标动态全极化回波仿真技术。分析了自由段飞行过程中目标姿态角的变化规律,通过进动坐标系建立了微动参数到目标姿态角的映射关系,修正了直接将偏航、俯仰、横滚等三个欧拉角应用于进动目标姿态角计算的方法。建立了目标测量极化到雷达发射极化的变换关系,指出全极化雷达各个极化通道回波的仿真,均需要目标全极化测量数据的支撑。典型参数下的仿真结果表明,本文提出的方法能够逼真反映空间微动目标的全极化特性。     

基于相干极化GTD模型的散射中心提取新方法

针对高分辨极化测量雷达体制,提出了一种基于相干极化几何绕射模型(GTD)的雷达目标散射中心提取新方法。首先建立了全极化测量条件下的相干极化GTD模型,并将MUSIC算法拓展用于高分辨雷达目标的全极化散射中心提取。该方法是一种极化和超分辨联合处理方法,它实现了对不同极化通道的散射中心数目、位置、类型、强度以及归一化相干极化散射矩阵的同时估计,同时还因充分利用了全极化信息,提高了各参数估计的精度。基于仿真和实测数据的实验结果验证了该方法的有效性。     

非对称极化散射矩阵的目标识别方法研究

本文针对单基地测量时线性目标的极化散射矩阵为非对称这一实际情况．根据散射矩阵理论将其进行了对称性修正，在此基础之上，利用本征极化作为雷达目标极化特性的表征并进一步提取了目标的极化特征，同时对五种飞机目标进行了识别实验研究，取得了良好的目标分类或识别效果。     

一种利用遗传算法的极化定标算法

由于极化合成孔径雷达发射与接收端受通道幅相不平衡、天线串扰、电磁波传播特性和系统噪声等因素影响,造成遥感数据不能反映真实目标特性。为获取目标的准确特征信息,必须对遥感数据定标。针对利用已知分布目标散射阵的极化定标问题,提出了一种基于复数纺码的遗传算法求解具有多变量、超定、非线性方程组的极化定标。文中详细分析了遗传算法及其三种实现,并通过仿真实验证实了该算法的有效性。     

基于极化状态提取的极化SAR图像变化检测算法

极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar, PolSAR)图像中同一目标在不同时相下的散射特性会因数据采集条件的变化而发生变化,从而影响变化检测结果的正确性。针对这一问题,提出了一种基于极化状态提取的极化SAR图像变化检测算法。首先利用不变样本目标提取图像的最优极化状态,并将此极化状态下的接收功率比值作为变化检测特征量,最后利用双阈值判别方法提取变化区域实现变化检测。利用美国UAVSAR系统采集的全极化SAR实测数据进行实验,结果表明,本文算法能有效检测出地物的变化情况,且检测虚警少、轮廓清晰。     

航空遥感系统全极化微波散射计系统设计与校飞试验

全极化微波散射计是具有散射计和成像两种工作模式的主动式微波遥感设备，在复杂环境观测及多维信息获取中具有良好应用前景。该文对全极化微波散射计系统的设计方案进行详细介绍，系统根据两种工作模式的需求设计4 MHz、40 MHz、120 MHz、200 MHz四种带宽，有效解决成像散射计带宽与后向散射系数测量精度间矛盾。基于匹配滤波的数字中频信号处理方法，推导了衡量后向散射系数测量精度的归一化标准差，并针对数字滤波器加窗效应、数据段重叠率与归一化标准差关系进行理论分析以最小化归一化标准差。海洋及陆地校飞试验结果表明，全极化微波散射计系统兼具高精度后向散射系数测量和高分辨率微波成像特性。散射工作模式下，当数据重叠率、滚降系数、回波信噪比分别为50%、0.5、5.53 dB时，系统性能接近最优，可获得较高且稳定的后向散射系数测量精度；成像模式下，距离向与方位向分辨率分别为0.89 m、0.43 m,使全极化微波散射计具有良好目标探测特性。     

空间微动目标极化欺骗式干扰信号合成方法

基于宽带逆合成孔径雷达原理,提出一种动态产生微动目标有源欺骗式干扰信号的合成方法。在多散射中心假目标模板中引入了目标全姿态运动模型、全极化散射模型,推导了与进动参数直接相关的微多普勒及姿态角表达式,建立了目标本地极化基到任意雷达极化基下的散射矩阵变换关系,基于瞬时姿态角动态生成了虚假的微动相位和极化散射调制因子,实现了距离或速度欺骗干扰。对进动假目标合成信号的时频分析和雷达成像结果表明,该方法可有效合成具有特定的微动效应、极化散射特性和结构特征的假目标信号。     

虚拟极化自适应——一个通过极化-向量处理来提高雷达发现目标能力的方法

利用本文所述的抑制杂波与干扰的方法,可以极大地提高雷达接收机输入端的平均目标信号功率与平均无用信号功率之比。幅射的极化状态、目标后向散射场以及干扰场的作用,在本文称作收发天线极化状态虚拟自适应的技术中,都得到了考虑。这项技术可以用来补充频域与空域中的滤波技术。本文对于逻辑积型式的多凹口极化抑制滤波器的潜在优点给予了特别的注意。当要抑制的无用信号的极化状态不确定时,就可以应用这种滤波器。     

海面角反射器的极化旋转域特性研究

海面角反射器是反舰导弹的主要诱骗干扰手段之一。研究海面角反射器的极化散射特性具有重要的军事应用价值。极化旋转域解译方法能够有效挖掘目标散射多样性中蕴含的丰富散射信息。本文利用极化相关方向图解译工具分析了典型三面角和二面角结构的极化旋转域特性差异。在此基础上以八面体角反射器和二十面体角反射器为研究对象, 分析了角反射器极化旋转域特征随方位角、频率以及海况等级的变化情况, 揭示了海面角反射器极化旋转域特性演化规律。通过特征提取, 研究发现极化相关度、极化相关起伏度、极化相关特征最小值、极化相关对比度和极化相关特征反熵敏感于舰船目标和角反射器干扰的极化散射差异。研究工作为角反射器干扰的抑制和鉴别提供了关键技术支撑。     

基于极化合成孔径雷达的舰船检测方法

特征提取是极化合成孔径雷达图像处理的一个重要问题,也是海上目标检测的关键。相似性参数和极化熵可以表征目标的电磁散射特性。为了增强目标与背景的对比,提出了一种基于特征融合的新参数。这种参数可表达区域的差异性,处理后目标与背景的对比更加明显。研究了该参量在海杂波区域的分布模型,进而提出了一种新的海上船只检测方法,该方法可用于多视情况下的舰船检测。最后用机载合成孔径雷达(airborne synthetic aperture radar, AirSAR) 数据验证了该方法的有效性。     

对极化雷达的有源干扰研究

针对分时极化测量雷达,设计了一种全极化欺骗干扰方法,并分析了有源假目标的极化特性。对全极化有源假目标和雷达目标的分析结果表明,提出的欺骗干扰方法形成的假目标的散射矩阵、Graves功率矩阵以及极化特征描述子矢量等参数与雷达目标具有很强的相似性,它可以有效地干扰极化测量雷达。     

基于极化分集接收的HRRP欺骗干扰鉴别

有源宽带欺骗干扰能够生成虚假高分辨距离像(high resolution range profile, HRRP),严重影响成像雷达的目标特征提取与识别。为此,研究了基于极化分集接收的HRRP欺骗干扰鉴别方法。首先,建立了目标回波和欺骗干扰的正交极化宽带响应模型,分析了两者的极化相关特性差异;然后,利用正交极化HRRP之间的互相关系数作为鉴别量,提出了相应的鉴别算法;最后,利用飞机缩比模型及干扰机天线的暗室测量数据进行仿真实验。实验结果表明：在一定信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)及鉴别门限条件下,正确鉴别概率将大于90%,验证了算法的有效性。     

基于目标极化适配的极化检测算法

极化检测是雷达目标检测的一个重要分支.在高斯杂波统计特征已知的情况下,极化白化滤波器(PWF)常被用于杂波中雷达目标的检测.假设目标的极化特性和杂波的统计特征均已知,为了利用目标的先验知识,提出了一种基于目标极化适配的检测算法,据此算法设计了极化适配检测器(PAD).PAD和PWF对低极化度高斯杂波中二面角的模拟检测结果显示,在低信杂比下,PAD算法具有较好的检测性能.     

主瓣干扰下混合极化系统单脉冲角度估计方法

当压制干扰源与目标方向相临近时,雷达天线对干扰信号的接收增益很大,形成主瓣压制干扰,对雷达目标检测、角度测量与跟踪构成严重威胁。运用极化滤波手段可以有效抑制主瓣压制干扰、提升雷达目标检测能力,但其滤波输出数据中的目标单脉冲比受到剩余干扰、目标交叉极化耦合等诸多因素影响,导致角度测量存在偏差。这某些情况下,这种角度偏差将难以忽略,甚至导致测角完全失效。本文基于混合极化单脉冲系统,本文提出一种抗主瓣压制式干扰的目标角度估计方法,通过对正交极化和、差通道的极化滤波与极化综合,实现目标角度无偏估计,完善了极化滤波方法在单脉冲系统中的应用。     

基于耦合目标的近场双站散射测试方法

对于近场散射测试中存在多次耦合目标,从近场数据外推远场雷达散射截面时,需要完备的双站散射信息。传统的双站散射测试方法中,远场观测点的数目等于扫描面上的天线数目,测量所需时间成倍增加,难以工程化。因此,根据截断角域的选取原则,结合采样间隔设计了一种“一发多收结合转台旋转”的近场散射测试方法,用以验证“多发多收”双站模式的近远场外推方法的有效性和误差大小。通过在微波暗室对二面角进行测试,验证了该外推算法的正确性以及实验系统的可行性。     

从极化的观点讨论复杂目标角闪烁的计算方法

从极化的观点出发讨论了复杂目标角闪烁的两种计算方法。基于电磁散射理论推导了考虑接收天线极化时PVM计算复杂目标角闪烁的一般公式;对采用PGM计算角闪烁提出了一种不需要进行"相位伸直"处理的算法;利用PGM和PVM计算和比较了不同接收极化下几种典型复杂目标的角闪烁线偏差,对基于组合偶极子模型获得的PGM和PVM的等效条件给出了一般性的数值证明。     

基于H/α极化分解的弹道目标鉴别

提出了一种基于H/α目标分解理论的弹道目标极化鉴别方法。首先简要给出了H/α目标分解理论的定义和数学模型,然后阐述了真实弹头和诱饵的不同微运动特性,即真弹头具有姿态控制故运动稳定,而诱饵由于没有姿态控制而出现旋转、翻滚等随机运动。在此基础上提取反映目标时间维散射随机性的极化特征量--时间熵。接着利用基于弹头模型暗室测量数据的弹道导弹全极化回波仿真方法,获取了不同战情下弹头与诱饵目标动态特性回波,进而对时间熵进行计算。实验表明,真弹头时间熵值与诱饵熵值可分性明显;时间熵与目标特性有关,但当诱饵与真弹头外形高度逼真时,该特征可有效鉴别真假目标;时间熵亦与所用数据长度(统计窗口)有关,但当统计窗口长度增加到进动周期时,时间熵趋于稳定。