周学军[1]2005年在《雨杂波中目标的极化特性分析》文中研究指明本篇论文在全极化域上研究雷达目标在各种天线极化约束得条件下的最佳极化散射与目标在雨杂波环境中的极化滤波增强,以及通过研究雨杂波中的目标的极化特性来寻找收发雷达天线的最佳极化方式以提高目标的接收信号或增强接收信杂功率差。本文从单个雨滴的散射入手,结合雨滴的Weibull 尺寸分布,用统计的方法计算出雨区的散射矩阵。在研究雨中目标时,本文利用文献提供的雨区传输矩阵,得出介质圆柱在雨中的后向散射矩阵,并进行了相关计算。对于相干目标的问题,根据“叁步法”分析并计算了自由空间中有限长圆柱目标的雷达接收功率及其最佳极化状态。对于非相干目标,文章用Kennaugh 矩阵得到接收功率,然后用拉各朗日乘子法求出最佳极化状态和最优接收功率。关于极化滤波方面,用Kennaugh 矩阵分别表示出目标信号和杂波的接收功率,然后将信杂差用收发雷达天线的极化状态表示出来,用拉格朗日乘子法求出最优化的雷达天线的极化状态,在计算信杂差时,笔者不仅代入了不考虑雨杂波对圆柱目标散射的影响时圆柱目标的接收功率,还代入了考虑雨杂波对圆柱目标散射的影响时圆柱目标的接收功率,并对两者进行了比较。
王兰美[2]2002年在《雪杂波中目标的极化特性分析》文中认为极化特性是电磁波的四大特性之一，通过对目标极化特性特别是最优极化特性的分析，将为雷达目标识别和分类研究提供更全面的方法和工具。本文首先根据国内外学者已有的研究成果，对极化的各种不同的表示方法进行了概括和总结，并且分析了各种表示方法之间的关系。具体计算了有限长涂覆圆柱的散射矩阵，共极化通道和交叉极化通道的接收功率和极化状态的关系并用驻点法分析了共极化通道和交叉极化通道的最优极化。用统计方法计算出了单位体积雪区的平均Mueller散射矩阵，并对后向散射功率进行了分析。运用拉格朗日乘子法求出了收发天线的最佳极化方式以增强信号抑制杂波干扰。由于全极化域扫描对天馈系统及后端数据处理单元提出了非常苛刻的要求，以至很难实时的解决。为了解决这一矛盾引入了极化轨道约束条件，计算了在极化轨道约束下相干情况和非相干情况下共极化通道最大接收功率与极化状态的关系。并推导和计算了在极化轨道约束下共极化通道的最大信杂比。
常宇亮[3]2010年在《瞬态极化雷达测量、检测与抗干技术研究》文中提出利用极化信息提高雷达的检测、抗干扰和识别等能力是当前新体制雷达发展的趋势之一。瞬态极化概念及相关理论的提出为时变、宽带和动态极化信息的表征与处理提供了有力的理论工具,促进了全极化新体制雷达的研制和发展。采用瞬态极化信息处理理论和技术进行信息处理的同时全极化测量体制雷达,可称为瞬态极化雷达。由于瞬态极化雷达可通过单次观测获取目标极化散射矩阵的全部信息,且可对极化散射矩阵进行瞬态极化信息处理,因此其极化信息获取与处理能力更强,与传统极化雷达相比在目标检测、抗干扰和目标识别等方面具有较大优势。在瞬态极化雷达系统研制和发展需求的牵引下,本文对极化测量、极化校准、极化检测和极化抗干扰等瞬态极化雷达关键技术进行了研究,并通过瞬态极化雷达实验系统开展的内、外场试验对部分研究成果进行了验证。第一章,概述了雷达极化学的研究内容和发展历程,以及极化雷达测量体制和关键技术的研究现状和发展趋势;介绍了瞬态极化雷达的概念,归纳了瞬态极化雷达系统发展和应用中待解决的部分技术问题;简要阐述了论文的主要研究内容。第二章,研究了瞬态极化雷达的目标极化散射特性测量问题。针对极化雷达研制阶段发射信号的波形选择和参数设计问题,提出了基于瞬态极化模糊函数矩阵的发射信号极化测量性能评估方法,为极化雷达发射信号的波形选择和参数设计提供了理论基础;针对传统极化测量方法对发射信号的正交性约束在工程中难以实现的问题,提出了基于瞬态极化模糊函数矩阵的极化测量新方法,有效消除了因发射信号非正交性引入的测量误差;最后介绍了瞬态极化模糊函数矩阵的参数估计方法。第叁章,研究了瞬态极化雷达的测量校准问题。针对传统极化校准方法忽略天线空域极化特性、工程实施难度较大等缺陷,提出了基于金属球和标准信号源的极化校准新方法,在充分考虑天线空域极化特性的前提下实现了极化测量校准,降低了校准实施难度,提高了校准精度;针对极化雷达天线空域极化特性引入的与来波极化相关的测向误差,研究了测向误差与极化测量误差间的耦合关系,发现了该耦合误差的产生机理,并提出了相应的误差消除方法。第四章,研究了瞬态极化雷达的目标检测问题。针对经典极化检测算法假定极化雷达接收信号对应的目标极化散射矩阵测量值满足互易性,而实际接收信号会因天线空域极化特性产生互易性偏离现象的问题,在考虑天线空域极化特性影响的前提下,推导了高斯噪声条件下确定性目标的最佳检测算法,提出了相应的准最佳极化检测实现方法,研究了高斯噪声条件下起伏目标、非高斯噪声条件下确定性目标的最佳极化检测方法,利用非互易性条件下的交叉极化信息提高了极化雷达的目标检测性能。第五章,研究了瞬态极化雷达的抗干扰问题。针对干扰极化变化造成传统极化抗干扰方法性能下降的问题,提出了瞬态极化滤波方法,实现了目标回波时、频域内干扰信号的极化检测、估计和抑制,提高了变极化干扰的抑制性能;针对极化周期调制干扰,以弹载干扰机为研究对象,提出了干扰极化跟踪滤波方法,与传统的固定极化滤波器相比具有更好的极化抑制性能;针对具备目标极化散射矩阵模拟能力的全极化复杂调制假目标干扰,提出了相应的假目标极化鉴别方法,提高了极化雷达的假目标鉴别能力。
王芳[4]2004年在《雨杂波中目标的极化滤波增强》文中研究说明本篇论文目的是比较雨杂波中目标的极化散射特性与自由空间中目标的极化散射特性，以及通过研究雨杂波中的目标的极化特性来寻找收发雷达天线的最佳极化方式以提高目标的接收信号或增强接收信杂比。本文从单个雨滴的散射入手，用统计的方法结合雨滴的 Weibull 尺寸分布，计算出雨区的散射矩阵，并对雨区的后向散射功率密度从极化的角度做了分析，这对于分析雷达对雨杂波的抑制有指导意义。在研究雨中目标时，本文把雨区看成随机的背景介质，利用波传播理论、目标的边界条件，得出介质圆柱在雨中的散射场、后向散射矩阵，并进行了相关计算。对于相干目标的后向散射增强问题，根据“叁步法”分析并计算了自由空间和雨中圆柱的雷达接收功率及其最佳极化状态，并进行了比较。对于非相干目标，文章用 Kennaugh矩阵得到接收功率，然后用拉各朗日乘子法求出最佳极化状态和最优接收功率。关于极化滤波方面，用 Kennaugh矩阵分别表示出目标信号和杂波的接收功率，然后将信杂比用收发雷达天线的极化状态表示出来，用拉各朗日乘子法结合迭代法求出最优化的雷达天线的极化状态，在计算信杂比时，笔者不仅代入了不考虑雨杂波对圆柱目标散射的影响时圆柱目标的接收功率，还代入了考虑雨杂波对圆柱目标散射的影响时圆柱目标的接收功率，并对两者进行了比较。
马学文[5]2001年在《雨杂波中目标的最佳极化特性研究》文中研究指明本篇论文目的是通过研究雨杂波中的目标的极化特性来寻找收发雷达的最佳化方式以提高目标的接收信号或增强接收信杂比。首先根据国内外学者已有的究成果，将雷达极化学里常用概念给以重新定义或描述，本文从单个雨滴的散入手，用统计的方法计算出雨区的Mueller散射矩阵，并对后向散射功率从极的角度做了分析，将其分成完全极化部分和完全非极化部分，这对于分析雷达杂波的接收有重要的指导意义。提高雷达目标的回波功率和提高信杂比（SCR在雷达检测中有十分重要的意义，本文就雷达回波功率的问题从变极化的角度了分析。根据散射波的性质不同，雷达目标可分为相干目标和非相干目标。对相干目标，利用“叁步法”的方法可以得到雷达最佳极化；对于非相干目标，中用Kennaugh矩阵得到散射功率，然后用拉格朗日乘子法求出最佳极化和最接收功率。最后，我们同样用Kennaugh矩阵分别表示出目标信号和杂波的接功率，然后将信杂比用收发雷达的极化状态表示出来，用拉格朗日乘子法结合代法求出最优化的雷达的极化状态。这种优化往往是以削弱目标信号的接收换的，但这对于雷达目标检测来说是必要的。需要注意的是，上面我们考虑的只共极化通道和交叉极化通道的后向散射接收功率，所以收发雷达的极化状态不是独立的。
任博[6]2016年在《多点源干扰的雷达极化统计特性及其应用研究》文中研究指明随着战场电磁频谱争夺日益激烈,人类用频活动日趋频繁,雷达同时会受到多个有意或无意、有源或无源干扰的影响。来自多个点源的干扰进一步压缩了雷达目标与干扰信号在时-频-空域中的差异,使得雷达难以有效抑制干扰并探测目标。极化信息已被证明能够提高雷达抗干扰性能、改善目标检测能力。但多点源干扰合成极化的起伏特性,对极化雷达滤波与检测技术构成了更大的挑战。论文深入研究了多点源干扰的雷达极化统计特性,应用其成果,重点研究了应对主旁瓣同时干扰的极化雷达滤波技术,以及针对非均匀杂波环境的雷达目标极化检测技术,为提高雷达在典型多点源干扰环境下的探测能力提供支撑。论文取得的研究成果主要包括:多点源干扰的雷达极化统计特性。针对多点源干扰,基于零均值复高斯分布假设,总结了典型极化参量的统计表征模型;在此基础上建立了非零均值复高斯多点源干扰的极化比和极化度统计模型,通过仿真对比说明了此类极化统计模型更适于表征具有确定极化占优的多点源干扰极化特性;利用UHF波段雷达开展了对典型多点源干扰的极化参数测量与分析,包括由若干移动通信基站产生的同频干扰,以及由多个有源干扰机模拟的主旁瓣同时多点源干扰,进一步验证了所建立的极化统计特性模型。极化雷达滤波技术。首先以主瓣干扰受传播环境影响形成的等效多点源干扰为对象,结合极化统计特性模型,建立并利用外场实测数据验证了主瓣干扰极化扰动模型;针对传统自适应极化对消器在抑制主瓣干扰时存在收敛速度慢、迭代因子难以自适应选取等问题,应用瞬态极化聚类中心思想,提出了一种脉内快速自适应极化滤波方法,该方法在滤波器响应时间和干扰抑制稳定性方面有明显改善。其次,以主旁瓣同时多点源干扰为对象,设计了一种带有主辅阵的极化阵列天线,在此基础上提出最陡梯度迭代滤波和逆矩阵优化滤波两类方法,利用外场实验数据,验证了所提极化滤波方法能够有效抑制主旁瓣同时多点源干扰。极化雷达检测技术。基于矢量乘积模型,拓展了以K分布为代表的复合高斯非均匀杂波信号的极化度统计模型,发现了极化度统计模型具有不敏感于高斯或非高斯分布假设的特点;针对空间非均匀造成待检测单元杂波特性难以有效估计进而难以稳定检测的问题,提出了两种利用极化度特征量的极化检测方法:一是基于极化度检验统计量的检测方法,通过直接估计待检测单元的极化度作为检验量判决是否存在目标;二是将极化滤波与极化度判决级联的组合极化检测方法,用以应对极化度起伏的非均匀杂波环境。开展了对极化检测器性能的理论分析,并将典型极化检测器应用于实测数据,验证了极化度相关检测器相比于其他的极化检测算法,能够改善对非均匀杂波中目标的检测性能。
倪吉华[7]2006年在《基于虚拟极化的目标增强与杂波抑制技术研究》文中认为雷达回波信号中,除幅度、相位和多普勒频移外,还存在第四特征——极化信息。近年来,极化信息的开发与利用已受到普遍重视,极化雷达应运而生,且显现出良好的发展前景。接收信号的极化处理是极化雷达的关键技术之一。雷达目标散射信号中的极化信息在目标检测、增强、滤波及识别中有着巨大的应用潜力,为雷达系统在反隐身、削弱恶劣电磁环境的影响、对抗有源干扰和识别目标等方面提供了新的技术途径。本文首先介绍了雷达极化的基础理论,并着重研究了对雷达回波信号的极化处理,运用虚拟极化实现目标极化增强和杂波抑制。论文主要工作如下:1.在给出电磁波的极化特性及其表征的基础上,分析了雷达目标的退极化效应和杂波的极化特性,简述了极化在传统雷达中的应用。2.研究了虚拟极化理论中的幅相加权算法,修正了移相矩阵,给出了虚拟极化的工程化实施方案。3.在比较目标极化状态现有提取方法的基础上,提出了一种基于相干矩阵的极化特征提取算法。4.研究了通道噪声中的目标极化增强处理。利用某型雷达采集的飞机目标和杂波的大量极化信息数据,进行目标极化增强处理,结果表明,极化处理能有效提高目标的信噪比。5.基于虚拟极化理论,研究了杂波的极化抑制。对无目标的地杂波极化数据的处理结果表明,运用虚拟极化可抑制杂波5-20dB。
黄际英, 马学文, 王兰美[8]2001年在《毫米波段雨杂波中雷达目标的最佳极化》文中研究表明一、引言为了在复杂的电磁环境中提高雷达系统的信噪比以增强对目标的监测与识别能力,就必须深入研究目标回波与干扰电磁波即杂波的各种特性。杂波的类型十分多,在毫米波段,电磁波通过雨区的散射波返回到雷达接收机形成的雨杂波严重的干扰了目标回波的接收质量,因此,本文在研究目标及雨杂波的极化特性基础上,用Lagrange乘子法结合迭代法求出雷达收发天线的最佳极化状态,提高信噪比。文中在毫米波段对雨杂波中
代大海[9]2008年在《极化雷达成像及目标特征提取研究》文中提出本论文紧密结合973国家安全重大基础研究项目“雷达自动目标识别新机理新方法研究”、国家自然科学基金重点项目“雷达极化信息获取与处理”以及国防预先研究项目“雷达目标高分辨极化特性研究”等,针对高分辨极化雷达体制,深入开展了极化雷达成像及目标特征提取方法的研究工作,主要内容包括全极化测量条件下高分辨成像、目标散射中心特征参数估计及其性能分析、典型有源干扰下的SAR成像方法等。需要特别指出的是,本文提出的基于相干极化散射模型的高分辨极化矢量信号处理的思想与方法,突破了传统的多极化分通道进行处理的思路,不仅能更加准确地估计目标的特征参数,而且有效解决了传统方法中的散射中心位置、极化的关联处理等难题,处理效率更高、效果更优。考虑到未来战场越来越复杂的电磁环境,论文还研究了随机极化压制干扰和有源假目标欺骗干扰两种典型干扰条件下的极化SAR(PolSAR)成像方法。第一章首先概述了雷达极化学的发展历程、研究内容和发展趋势,重点介绍了极化雷达成像及目标特征提取方法的研究现状,归纳了高分辨极化信息处理的特点和优势,简要阐述了论文的主要研究内容。第二章研究了目标全极化散射中心特征参数估计及其性能分析问题。针对相干极化理想点散射模型,首次推导并得到了模型参数(包括散射中心位置、散射矩阵元素的幅度、相位、相位差等)估计的极限性能,得出了极限估计精度与带宽、信噪比、极化等因素的解析关系,证明了在散射中心参数估计方法的极限精度方面,全极化处理优于任意单极化处理;提出了极化多重信号分类方法(P-MUSIC)和极化旋转不变子空间方法(P-ESPRIT)两种性能优良的全极化散射中心参数估计方法,并分别利用仿真和实测数据进行了验证和阐释。第叁章研究了色散条件下目标全极化散射中心参数估计与性能分析问题。首先建立了雷达目标的相干极化几何绕射理论(CP-GTD)模型,该模型能够同时描述目标散射中心的频率色散特性和极化特性;提出了基于CP-GTD模型的目标散射中心特征提取与参数估计方法,从非相干性和相干性两个角度评估了其估计性能,通过仿真和实测数据实验,验证了CP-GTD方法的优越性;推导得到了CP-GTD模型参数估计的极限性能,分析了模型各参数估计性能与带宽、信噪比、极化等因素的约束关系,其结果可用于指导系统参数设计以及算法性能评价等方面;最后结合弹道导弹攻防的应用背景,提出一种新的弹道中段目标结构和微动特征提取方法。第四章研究了极化SAR/ISAR超分辨成像与目标特征提取问题。首先针对极化ISAR体制,建立了雷达目标的二维CP-GTD模型,提出了基于该模型的全极化ISAR超分辨成像及特征提取方法;从极化复图像域出发,提出了基于理想点散射模型的极化SAR超分辨成像与目标散射中心特征提取方法。利用仿真数据、暗室测量数据和实测PolSAR复图像数据,验证了这两种方法的有效性,其突出优点是不需要进行散射中心位置及极化的关联,并可以实现相干极化散射矩阵元素的同时估计。第五章研究了随机极化有源压制干扰和有源假目标欺骗干扰两种典型干扰下的极化雷达成像方法。在对抗随机极化有源压制干扰的成像方法中,提出了级联极化变换的概念和方法,研究了时变随机极化干扰的统计特性,提出了基于极化变换滤波的抗干扰方法,突破了“传统极化滤波对随机极化干扰在功率上得益有限”的结论,利用实测SAR数据得到了满意的抗干扰成像效果。在对抗有源假目标欺骗干扰的成像方法中,提出了在多普勒域通过相位补偿来实现PolSAR有源假目标干扰鉴别和对消的成像方法,并利用实测SAR和仿真数据得到了有源假目标干扰下的良好成像结果。
汤志强[10]2004年在《极化信息与变极化技术的研究》文中研究指明本文以极化技术的基本理论为基础，对接收天线与来波的极化匹配关系进行了分析，就回波接收功率的优化问题进行了探讨，而且通过Matlab软件仿真对典型探测目标的极化散射特性进行了详细的分析和研究。对于变极化收发系统的重要部件——极化滤波器，本文从极化损失、滤波误差以及信干比改善等角度进行了详细地分析和研究，通过理论推导和Matlab曲线仿真，验证了一种非线性极化滤波器的良好极化滤波性能。通过对目标回波极化识别的探讨以及对变极化接收和发射模块的分析和研究，结合前几章已讨论和研究的内容，论文末章给出了可用于微波近感探测中的抗干扰变极化收发系统实现方案。
参考文献：
[1]. 雨杂波中目标的极化特性分析[D]. 周学军. 西安电子科技大学. 2005
[2]. 雪杂波中目标的极化特性分析[D]. 王兰美. 西安电子科技大学. 2002
[3]. 瞬态极化雷达测量、检测与抗干技术研究[D]. 常宇亮. 国防科学技术大学. 2010
[4]. 雨杂波中目标的极化滤波增强[D]. 王芳. 西安电子科技大学. 2004
[5]. 雨杂波中目标的最佳极化特性研究[D]. 马学文. 西安电子科技大学. 2001
[6]. 多点源干扰的雷达极化统计特性及其应用研究[D]. 任博. 国防科学技术大学. 2016
[7]. 基于虚拟极化的目标增强与杂波抑制技术研究[D]. 倪吉华. 电子科技大学. 2006
[8]. 毫米波段雨杂波中雷达目标的最佳极化[C]. 黄际英, 马学文, 王兰美. 2001年全国微波毫米波会议论文集. 2001
[9]. 极化雷达成像及目标特征提取研究[D]. 代大海. 国防科学技术大学. 2008
[10]. 极化信息与变极化技术的研究[D]. 汤志强. 南京理工大学. 2004
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