目标散射矩阵测量新方法的性能比较与分析

雷达极化信息处理的基础是极化测量,目前现有的目标全极化散射矩阵是通过正交双极化通道分时测量体制或瞬时测量体制得到的,对极化测量信号要求高,测量精度比较高,但系统复杂程度和代价也相对较大.利用单极化天线的空域极化特性对雷达接收回波信号进行处理,无需对雷达进行结构改造而仅进行软件技术更新的情况下,也能够获得目标的全极化散射矩阵.将从理论分析和计算机仿真实验2个方面对这2种极化测量体制进行比较和性能分析,通过仿真验证了新方法的优越性和广阔的研究前景,但也存在一定局限性.     

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...     

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。     

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。     

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。     

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。     

雷达极化测量体制研究综述

极化信息的获取和利用对提高雷达目标的检测、分类识别和抗干扰性能具有重要作用,在气象观测、对地遥感侦察和防空反导等领域得到了高度重视和广泛应用。极化测量是极化信息获取和处理的基础,在雷达极化技术发展过程中出现了多种测量体制。从极化雷达的发展历程和趋势的角度,对极化测量体制进行了梳理,阐述了典型极化测量雷达体制的概念和内涵,比较分析了各测量体制间的差异和优缺点,并指出了其主要应用领域,这为极化雷达体制选择与优化设计提供有益参考。     

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。     

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.     

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.     

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。     

有源假目标干扰的极化识别及其应用策略分析

研究了有源假目标等欺骗性电子干扰的极化识别及其应用方式等问题。首先分析了有源假目标干扰和雷达目标的极化特性,从理论上分析了有源假目标干扰识别的可行性,提出了能够有效鉴别真假目标的系列特征参量,并设计了有源假目标干扰的极化识别算法,结合实测数据,计算机仿真实验表明识别算法的可行性和有效性。最后,探讨了极化识别算法在相控阵雷达系统中的使用策略。     

全极化SAR半实物仿真系统

在微波暗室内构建了一种全极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)半实物仿真系统。系统利用可移动的取样架模拟SAR的飞行轨迹,矢量网络分析仪作为核心仪表放置于取样架上一起运动。矢量网络分析仪的双通道经过扩展端口分别连接到两路垂直和两路水平极化的天线上,在取样架移动的过程中,可一次性获取目标的全极化散射矩阵测试数据。通过改进的滤波〖CD*2〗逆投影算法进行信号处理,获得了目标全极化二维图像。实验给出了L波段和C波段的场景测量及成像结果,通过处理得到的图像分辨率优于0.2 m,并且成像结果与场景的物理特征相一致,验证了该系统的可行性。     

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...     

X波段瞬态极化雷达射频前端关键技术研究

瞬态极化新体制雷达,通过单脉冲获得瞬时极化散射矩阵来提取目标特征信息,提高了雷达系统在复杂电磁环境中的探测、抗干扰和反隐身等方面能力。基于该雷达工作原理,提出“同时正交双极化”的射频前端设计方案,完成了国内首部瞬态极化雷达试验系统射频前端的研发。采用正交双通道和幅相一致性技术保证了雷达实现瞬态极化的功能,采用滤波技术保证了射频系统的频谱纯度;采用低噪声放大技术有效降低了接收机噪声系数;采用直接频率综合技术提高了射频系统频率稳定度和相参性能;结构集成一体化设计保证了射频收发前端的电磁兼容性能和便携性。射频前端测试结果均优于指标要求,并支持试验系统初步解决了目标极化散射特征提取与识别领域的基础性和共性难题。