Mie series for electromagnetic scattering of chiral metamaterials sphere

The electromagnetic scattering of chiral metamaterials is simulated with the Mie series method.Based on the spherical harmonics vector function in chiral metamaterials,the electromagnetic fields inside and outside of chiral metamaterials sphere are expanded.By applying the continuous boundary condition between the chiral metamaterials and surrounding medium,and the transformation from linearly to circularly polarized electric field components,the co-polarized and cross-polarized bistatic radar cross scattering(RCS) of chiral metamaterials sphere are given.How to overcome the instability of chiral metamaterials sphere of Mie series formula is discussed.The electromagnetic scattering of chiral metamaterials,normal media and metamaterials are compared.The numerical results show that the existence of chirality ξ of chiral metamaterials can decrease the bistatic RCS compared with the same size as normal media sphere.     

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。     

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。     

基于宽带相位修正的散射矩阵变极化基测量

针对目标极化散射矩阵测量中,极化变换过程要求矩阵各元素具有高度的相位一致性,但实际测量很难达到,进而造成变极化基测量结果误差较大的问题.推导了一般化的极化基变换过程,分析了测试系统极化支路相位非对称性对极化变换的影响,结合宽带时频变换算法特征,提出了一种基于宽带高分辨的散射矩阵元素相位修正方法,并通过标准体的实际测量验...     

高斯粗糙面透射波散射系数的基尔霍夫驻留相位法

采用高斯粗糙面来模拟实际粗糙面,根据基尔霍夫驻留相位近似法研究了粗糙面下方介质2中的电磁散射,结合高斯粗糙面的自相关函数导出了不同极化状态下高斯粗糙面透射波散射系数计算公式。通过数值计算得到了不同极化状态下高斯粗糙面透射系数随散射角、散射方位角及入射波频率变化的曲线,讨论了粗糙面参数和入射波频率对不同极化状态透射系数的影响,得出了高斯粗糙面透射系数的基本特征和随频率变化的特征。结果表明粗糙面高度起伏均方根和相关长度对高斯粗糙面透射系数有显著影响,而入射波频率则对其无影响。     

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。     

基于全极化GTD模型的雷达目标二维散射中心提取

针对全极化二维GTD散射中心模型,首先提出一种二维极化线性变化(polarization linear variation PL)的ESPRIT算法(2D-PL-ESPRIT)用于提取雷达目标散射中心参数;其次,就2D-PL-ESPRIT算法提取目标散射中心的可行性进行了理论分析。相比通过多个单极化通道方法提取散射中心,2D-PL-ESPRIT算法可以有效提高参数估计精度,降低计算复杂度;相比二维极化并行(parallel polarization, PP)的全极化MUSIC方法(2D-PP-MUSIC),2D-PL-ESPRIT算法避免了复杂的二维谱峰搜索以及通过子空间正交方法判断散射类型的步骤,有效降低了运算量。之后,对三种算法进行了复乘计算量的比较以说明2D-PL-ESPRIT算法具有较高的运算效率。最后,通过仿真实验验证了2D-PL-ESPRIT方法用于全极化2D-GTD模型散射中心提取的有效性。     

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。     

粗糙海面电磁散射的小斜率近似方法

利用小斜率近似方法研究了粗糙海面的电磁散射特性,推导了极坐标下小斜率近似方法的双站散射系数计算公式.基于Elfouhaily海谱模型,计算了海面的散射系数,将得到的理论计算结果和实验数据及考虑和不考虑遮蔽效应的基尔霍夫近似结果进行了对比.讨论了不同极化状态下小斜率近似方法的后向散射系数随入射波频率和风速的变化关系.结果表明,在后向散射情况下,理论计算结果和实验数据吻合很好;在双站散射情况下,在大散射角时小斜率近似的结果更为准确;无论是何种极化,后向散射系数均随入射波频率和风速的增大而增大.     

不同极化基下定义的目标散射矩阵的变换

本文简要概述了雷达极化研究的历史发展，着重讨论并推导了一组用于极化基底变换、极化矢量变换以及不同基下目标散射矩阵变换的公式。这些公式在雷达目标特征极化状态的研究中具有很大意义。     

基于MMSE估计的全极化雷达自适应脉冲压缩

针对同时极化测量体制雷达发射波形自相关和互相关特性相互制约的矛盾,提出了一种基于最小均方误差估计的全极化雷达自适应脉冲压缩方法,其核心思想是通过初始化滤波器得到各距离单元散射系数的先验信息,并结合对应极化通道的回波信号,根据贝叶斯原理估计得到每个距离单元的自适应滤波器,在分离各极化通道回波信号的同时实现脉冲压缩。通过设置典型的仿真场景,从检测概率和目标极化散射矩阵估计的均方误差两个方面分析了自适应脉冲压缩算法的性能。仿真结果表明,该算法能有效地抑制邻近距离单元的干扰和不同极化通道之间的互扰,比标准匹配滤波器更好地实现全极化雷达脉冲压缩。     

基于卷积神经网络的海面目标全极化高分辨距离像识别技术

针对雷达目标全极化高分辨距离像(high resolution range profile, HRRP)提取可分性特征时, 利用全部距离单元作为度量尺度无法保留各距离单元具体特征的问题, 在综合利用4个极化通道的舰船目标HRRP信息时选择单个距离单元作为度量尺度。在此基础上, 提出基于Pauli分解, H、α、A、α₁分解和结构相似性参数的特征提取方法对目标极化散射矩阵进行特征提取, 并将提取得到的特征与基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的舰船目标HRRP识别方法结合, 利用改进残差结构CNN从极化特征中进一步提取深层可分性特征进行目标识别。实验结果表明, 所提方法能够保留目标全极化HRRP更多特征, 提高目标识别的准确率。     

Calibration method of phase distortions for cross polarization channel of instantaneous polarization radar system

A novel poladmetric calibration method for new target property measurement radar system is presented.Its application in the real radar system is also discussed.The analysis indicates that instantaneous polarization radar (IPR) has inherent cross-polarization measurement error.The proposed method can effectively eliminate this error,and thus enhance the polarization scattering matrix (PSM) measurement precision.The phase error caused by digital receiver's direct iF sampling and mixing of two orthogonal polarization channels can be removed.Consequently,the inherent error of target polarization scattering measurement of the instantaneous polarization radar system is well revised.It has good reference value for further plcarimetric calibration and high practical application prospect.     

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。     

植被全极化后向电磁散射的蒙特卡罗模拟

本文运用Monte-Carlo方法对半空间植被的全极化后向电磁散射问题进行了计算机模拟,在简要介绍了模拟方法及极化综合之后,给出了全极化模拟结果,并与X波段小麦的多线极化组合的测试结果进行了比较.本文结果表明,Monte-Carlo方法可有效地运用于植被等复杂随机介质的全极化电磁散射问题.     

基于正交频率分集的目标全极化瞬时测量方法

针对当前雷达目标瞬时全极化测量方法仅限于窄带应用的不足,结合正交频率分集复用原理,设计了一种用于宽带全极化瞬时测量的雷达信号波形。通过选择合适的测量频点、测量频差等参数,可在频域消除子载波互扰误差,获取雷达目标在各测量频点的极化散射矩阵。在建立回波信号模型基础上,给出了极化散射矩阵估计算法,并分析了多普勒频移补偿误差对测量结果的影响。仿真结果表明,当信噪比大于5 dB时,极化散射矩阵在各测量频点的相对测量误差小于-20 dB,验证了该方法的有效性。     

Instantaneous measurement for radar target polarization scattering matrix

 Adopting“simultaneous transmitting, simultaneous receiving”operational scheme, instantaneous polarization radar (IPR) can measure target polarization scattering matrix (PSM) using only once target echoes in two orthogonal polarization channels. Firstly, signal model and signal process are advanced under narrowband condition. Secondly, measurement performances of two typical IPR waveforms are analyzed in detail. At last, field experiments are carried out using X-band IPR system designed by National University of Defense Technology (NUDT), China. Compared with results obtained by alternative polarization measurement scheme, following results can be obtained: the difference of relative amplitude measurement results is smaller than 2 dB and that of relative phase measurement results is smaller than 10?, verifying the validity of instantaneous polarization measurement scheme.     

Solution for polarimetric radar cross section measurement and calibration

The exact radar cross-section （RCS） measurement is difficult when the scattering of targets is low. Ful polarimetric cali-bration is one technique that offers the potential for improving the accuracy of RCS measurements. There are numerous polarimetric calibration algorithms. Some complex expressions in these algo-rithms cannot be easily used in an engineering practice. A radar polarimetric coefficients matrix （RPCM） with a simpler expression is presented for the monostatic radar polarization scattering matrix （PSM） measurement. Using a rhombic dihedral corner reflector and a metal ic sphere, the RPCM can be obtained by solving a set of equations, which can be used to find the true PSM for any target. An example for the PSM of a metal ic dish shows that the proposed method obviously improves the accuracy of cross-polarized RCS measurements.     

雷达目标极化散射矩阵测量技术

由于雷达目标极化特征和极化识别的诱人前景，８０年代中后期有关极化的精确测量技术成了国际学术界的热门话题。极化测量的主要困难在于：测量系统的极化纯度有限，由极化耦合引起的测量误差太大。本文介绍了一种目标极化散射矩阵精确测量技术与测量系统。通过采用全极化校准技术将测量系统的极化纯度提高两个量级以上，并在实验室内建立了实用的目标极化散射矩阵精确测量系统。     

Novel discrimination method of digital deceptive jamming in mono-pulse radar

A new polarization measurement algorithm by using the sum and difference beam differential property of mono-pulse radar is given.Based on the generation mechanism differences between the target scattering and multi-false-target jamming,the signal models of real targets and digital deceptive false target jamming for sum and delta channel are presented.The polarization discrimination parameters are designed,and the discrimination method and its performance are discussed.This novel method does not need the acc...