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多基地极化雷达目标极化信息提取技术研究

作　者: 廖先华
导　师: 杨建红
学　校: 兰州大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 多基地雷达双站散射矩阵极化信息特征测量信息提取
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 56次
引　用: 1次
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内容摘要

传统的雷达系统可以测量口标的位置坐标、运动速度和加速度等参数,然而这些目标尺度参量不能满足现代战争对目标信息日益增长的需求,测量目标的特征参量成为先进雷达系统的发展方向。目标的特性参量反映的是目标自身所固有的散射特征,包括复极化散射矩阵、散射中心分布和谐振频率等等。其中,目标极化信息在目标检测、增强、滤波及识别方面有着巨大的应用潜力,因此极化信息的提取和应用成为国际雷达领域关注的热点。多基地雷达体制在反隐身、低截获、抗干扰和抗摧毁等方而具有明显优势。在多基地雷达中加入对口标极化信息的处理,可扩大雷达探测的信息来源,提升雷达的感知能力。本文的研究目的即是在常规多基地雷达的基础上增加目标极化散射矩阵的测量,实现目标极化信息的提取。本文关注在多基地雷达中测量目标极化散射矩阵的三个主要问题,一是双站散射模型及双站散射矩阵；二是测量体制和误差分析；三是信号处理中时延-多普勒耦合问题的解决。主要工作如下：1、建立双站散射矩阵测量模型,阐释了目标双站散射矩阵的意义和表征方式,给出了双站散射模型中坐标系和极化基的变换关系。通过极化基的变换,将入射平面波和散射平面波的电场矢量保持为二维矢量,使双站散射矩阵具有单站散射矩阵的测量形式。2、结合新近发展起来的极化散射矩阵的频分瞬时测量体制,根据雷达系统与目标和环境相互作用模型分析了频分瞬时全极化测量方法的误差来源。研究了目标散射的频率响应特性,从目标散谢的频率响应中给出散射矩阵的频分瞬时测量体制的合理性解释；介绍了频分瞬时测量体制的原理及其优点与不足。3、提出了一种新型多基地极化雷达的体系架构,给出了该型雷达基于频分瞬时全极化体制测量目标极化散射矩阵的信号处理过程。分析了正负调频斜率LFM信号测量目标极化散射矩阵的性能,研究了目标多普勒频率对匹配滤波输出时延和幅度的影响,并利用正负调频斜率LFM信号具有相反时延-多普勒耦合效应的特点,成功消除了传统雷达中存在的时延-多普勒耦合效应。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-12
  1.1 研究背景和意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 本文主要内容  10-12
第2章电磁散射与极化理论  12-27
  2.1 电磁场基本理论  12-15
  2.2 电磁波极化及表征  15-23
    2.2.1 电磁波的极化  15-16
    2.2.2 电磁波极化的表征  16-22
    2.2.3 天线的极化  22-23
  2.3 极化散射矩阵及表征  23-25
    2.3.1 散射坐标系和极化基  23-24
    2.3.2 极化散射矩阵  24-25
  2.4 极化信息应用  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章目标双站极化散射矩阵  27-40
  3.1 目标电磁散射特性  27-33
    3.1.1 目标单站散射的频率响应  28-29
    3.1.2 导体球的双站散射特性  29-33
  3.2 双站散射矩阵  33-34
  3.3 极化基和坐标变换  34-38
  3.4 散射矩阵变换  38-39
  3.5 本章小结  39-40
第4章目标极化散射矩阵测量技术  40-48
  4.1 分时测量技术  40-42
  4.2 瞬时测量技术  42-46
    4.2.1 测量方法  42-43
    4.2.2 测量误差分析  43-46
  4.3 本章小结  46-48
第5章多基地全极化雷达目标极化信息提取  48-66
  5.1 多基地雷达体制  48-51
    5.1.1 多站时差定位  49-50
    5.1.2 时间同步方案  50-51
    5.1.3 多目标的数据关联  51
  5.2 多基地全极化雷达系统  51-54
  5.3 系统校正  54-55
  5.4 极化信号处理过程及性能分析  55-65
    5.4.1 信号处理的基本过程  55-59
    5.4.2 正负调频斜率LFM信号测量  59-64
    5.4.3 仿真分析  64-65
  5.5 本章小结  65-66
第6章总结与展望  66-67
参考文献  67-70
在学期间的研究成果  70-71
致谢  71

多基地极化雷达目标极化信息提取技术研究

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