电磁波完全极化研究

极化信息在通信、导航、雷达等领域的应用越来越广泛,研究电磁波极化状态是研究、利用极化信息的前提和基础。椭圆极化是电磁波最基本的极化形式,线极化和圆极化是其特殊形式。从最普适的椭圆极化形式入手,导出了两种退化的极化形式:线极化和圆极化;阐明了三种极化波的解、合关系;推导了极化椭圆的参数与电磁波参数的关系;证明了极化方向与电磁波在水平垂直极化基下两分量相对相位的关系以及静态空间极化。

新的箔条云全空域极化散射模型及仿真分析

箔条云散射截面(RCS)的大小决定着无源干扰对抗效果,而非球面均匀分布箔条云在诸如极化、视角等不同入射、散射条件下的RCS差别很大。为此,建立了双基地箔条云极化散射模型,提出了基于经典定义的新的RCS计算方法,数值计算了水平正态分布箔条云全空域经典RCS、功率匹配因子和等效RCS的统计均值。仿真结果显示,箔条云双基地RCS在非对称波通道、不同极通道下的统计均值波动较大,并且在特殊波通道和极通道下的统计均值与文献吻合。结论可为箔条云双基地对抗策略制定提供理论指导。

基于入射散射极化优化的抗箔条干扰方法

国内外的大多数研究没有综合考虑入射极化对散射幅度、散射极化的定量影响。通过构建雷达视线方向非相干箔条云瞬时极化散射模型,获得了一组特定入射条件下的极化散射统计数据,并对其进行基于极化坐标系扭曲的处理,同时讨论了箔条云对入射极化的选择特性。数值仿真结果表明,当扭曲因子较大时,处理后的极化状态概率近似分布在水平极化域,同时雷达俯仰角较小时,箔条云对入射极化具有良好的选择性。本文结论可以作为极化抗箔条干扰的初级优化方案,为极化滤波等后续极化信息处理打下基础。

不同取向非相干箔条云对入射极化的敏感特性

箔条云对入射极化方式具有选择特性。基于竖直方向偶极子极化散射矩阵和非相干散射模型,建立了箔条云雷达视线方向非相干极化随机散射过程模型,给出了散射极化信息均值和方差的数值计算表达式,使用MATLAB软件采用数值计算方法研究分析了空间姿态服从不同均值正态分布、线形分布和球面均匀分布箔条云对入射极化的敏感特性。仿真结果显示,同分布箔条云在不同雷达视角下选择特性不同,不同分布箔条云在相同雷达视角下的选择特性也有差异。结论为干扰方设计箔条云和抗干扰方选择入射极化方式提供了理论指导。

基于矩阵相似度的空时二维干扰检测方法

针对干扰目标污染训练样本引起功率非均匀,造成空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)目标检测性能下降这一问题,提出一种基于矩阵相似度的STAP非均匀样本选取方法。该方法首先从受污染样本与干净样本的差异性度量角度入手,采用均值Hausdorff距离度量样本矩阵相似性,然后结合凸优化包计算不同样本的相似度,最后根据相似度的不同,实现对受污染样本的剔除。仿真结果表明,同广义内积法(generalized inner product,GIP)相比,采用均值Hausdorff矩阵相似度的挑选方法对于受小干扰强度目标污染的样本检测更加有效,避免了弱干扰目标对于协方差矩阵估计的影响,从而改善了STAP在功率非均匀环境下的目标检测性能。

基于Hausdorff距离的相控阵雷达波束指向侦察方法研究

针对相控阵雷达航迹欺骗干扰存在的难以确定主波束指向的问题,提出利用相控阵雷达波束扫描时旁瓣的变形对主波束指向进行侦察的方法。首先定性分析了旁瓣变形与主波束指向的关系,证明了这种方法的可行性,之后利用曲线相似原理,对旁瓣的变形进行测绘与识别。针对侦察中存在的方向图难以确定的问题,提出利用先期侦察信息通过计算确定粗略的天线方向图,之后利用微似比在计算方向图的基础上确定主波束指向的角度范围,最后利用Hausdorff距离在这一角度范围内再精确确定主波束的指向,仿真结果表明了这种方法的有效性。

极化捷变末制导雷达抗机载箔条质心干扰研究

机载箔条弹的质心干扰对末制导雷达的跟踪与制导构成了严重的威胁。针对时频域抗质心干扰效果不佳的问题提出了一种在极化域抗质心干扰的仿真模型,并将仿真结果进行了分析。该模型重点构建了箔条云的RCS极化散射模型和波束对云团的动态切割模型,在简化其它子模型的条件下,给出了仿真结果,研究了极化抗质心干扰成功所满足的输入条件。仿真结果表明,在雷达低视角、箔条偶极子小俯仰角分布方差的条件下增大入射极化倾角时,质心向载机方向快速移动,能够达到抗质心干扰的目的,间接证明了所建模型的正确性和极化抗质心干扰方法的可行性。