任意方位双球粒子体系散射极化特征与单个球的比较

本文用 T矩阵与场方程叠加相结合的方法 ,系统研究任意方位双球粒子体系散射矩阵各元素随两球球心的间距变化规律。详细推导了双球粒子体系 T矩阵的具体形式 ,并将 T矩阵所求得的散射矩阵与单个球的情况作了比较。数值计算表明 ,球心间间距的增加对该体系的散射矩阵影响不大 ,得出任意方位即对方位求平均的情况下 ,双球粒子体系的散射矩阵与体系中有较大尺寸参数的单球相似的结论。

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。

基于宽带极化纯度估计的极化测量定标修正

对扩展目标极化散射特性进行测量时,通常期望精确获得宽带高分辨条件下目标各散射中心的极化特征信息,但由于各极化分量散射的信号对测试系统的正交极化通道存在能量泄漏,会严重影响较弱的极化散射分量的测量准确性。基于极化散射测量定标原理与宽带高分辨极化测量表征模型,分析了干扰量的产生原因以及对散射中心测试结果的影响机理,提出了一种基于宽带正交极化纯度估计进而修正复杂目标极化测量结果的方法,并通过对金属球、金属二面角组合和类弹头金属模型3类典型目标的实测,验证了其有效性。

用极化理论分析锥体的后向散射场

在一致性几何绕射理论基础上，采用等效电流的方法给出了有限锥体在完全极化平面波照射下后向散射场的散射极化矩阵表示式。通过能量散射矩阵［Ｇ］得出最佳散射的极化条件。由米勒矩阵［Ｍ］分析了相差的密度函数，并得出各自相应的数值结果。

基于机载L波段全极化无人机合成孔径雷达的森林地上生物量估测

为探索L波段全极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据估算森林地上生物量(Aboveground bio⁃mass,AGB)的潜力,基于非洲合成孔径雷达(AfricaSAR)项目无人机合成孔径雷达(Unmanned Aero Vehicle Synthetic Aperture Radar,UAVSAR)数据的冠层-地面散射分量构建5种极化散射比参数(R1、R2、R3、R4、R5),计算雷达植被指数(Radar Vegetation Index,RVI),采用六分量和七分量分解等4种基于模型的分解提取21个极化分解参数,最后合并所有特征并采用随机森林特征重要性筛选出最优特征组合,采用随机森林(Random forest,RF)、支持向量机回归(Support vector machine regression,SVR)、K最近邻回归(K-nearest neighbor regression,KNN)对不同特征组合估测非洲加蓬洛佩(Lope)区的森林地上生物量。结果表明,极化散射比参数、体散射(Vol)和雷达植物指数(Radar Vagetation Index,RVI)对森林AGB具有较高的敏感性,R2与AGB的相关性为0.823,最优特征组合为Vol、极化散射比参数和RVI。不同特征组合的机器学习模型均表现出较好的效果,基于极化分解参数机器学习模型的决定系数(R2)大于0.800,均方根误差(RMSE)小于88.000 Mg/hm^(2),效果最好的是基于最优特征组合的RF模型,对比单独使用极化分解参数,R2提高0.144,RMSE降低30.327 Mg/hm^(2)。极化散射比参数在森林AGB估计中具有一定的潜力,引入RVI提高模型精度,基于模型的分解适用于森林AGB估测,特征筛选的机器学习模型能较好地反演森林AGB,并在AGB达到400.000 Mg/hm^(2)未出现明显饱和点。

基于极化散射特征的极化合成孔径雷达海冰分类方法研究:以渤海海冰分类为例

海冰监视监测的关键是提取海冰类型,准确提取海冰类型对于评估海冰冰情、保证航海及海洋作业安全具有重要的意义。利全极化合成孔径雷达影像(SAR)的优势,提取海冰的极化散射特征;在此基础上结合二叉树分类思想,开展极化SAR海冰类型的分类算法研究,提高SAR海冰分类精度;与传统的海冰分类方法相比较,验证了本方法的有效性。

偶极子云团的非相干极化散射特性研究

研究了自由空间中半波偶极子云团的极化散射截面问题 ,并利用二次辐射理论 ,研究了单个偶极子的极化散射过程 ,然后利用偶极子云团的非相干散射模型 ,得到了在各种入射极化条件下偶极子云团散射截面的计算公式 ,并纠正了长期以来存在于经典文献中有关偶极子云团散射截面的错误结论。

自由空间中偶极子云团极化散射特性研究:相干散射模型

根据相干散射模型 ,求得了偶极子云团的极化散射矩阵 ,并导出了偶极子云团散射截面的精确计算公式 ,它们能够反映出由于偶极子云团空间分布的变化而造成的散射截面起伏规律 ,原则上适用于一切偶极子云团 (包括在大气层内抛撒的情形 )散射截面的计算问题。

雷达目标极化散射矩阵的瞬时测量方法

目标极化特性的瞬时测量是极化雷达探测与目标识别等领域非常关心的基础性问题.本文针对频移脉冲波形,研究了互易条件下目标极化特性瞬时测量问题.建立了瞬时极化测量雷达的目标回波模型,在深入分析了目标回波极化特性的基础上,提出了一种基于离散时间傅立叶变换的完整极化散射矩阵频域估计算法,证明其为无偏估计,给出了估计精度的理论公式和实验结果.

计算二维海面极化电磁散射的新方法

在基尔霍夫散射面元矩阵的基础上研究了一种计算二维模拟海面电磁极化散射的新方法,采用海面高度起伏矩阵以及x和y方向海面斜率矩阵描述二维海面,利用基尔霍夫近似推导出笛卡尔坐标系下椭圆极化入射时海面的散射场,得到了全极化雷达散射模型.仿真了不同条件下分形海面模型的全极化雷达后向散射截面及极化特征图,数值结果符合海面散射规律.由于该方法是对二维海面模型进行离散化分析,因此适用于多种海面模型.

海洋粗糙面全极化电磁散射特性研究

针对基于几何光学-微扰法(GO-SPM)的传统双尺度模型对截断波数敏感的问题,该文建立了一种基于几何光学-小斜率近似(GO-SSA)的改进双尺度模型。该模型将小尺度部分的微扰法替换为一阶小斜率近似,并改进镜向分量的几何光学解。仿真表明该方法在获取传统双尺度精度的同时,不需要考虑截断波数的选取问题。针对Elfouhaily海浪谱模型的特点,简化GO-SSA积分形式。最后采用GO-SSA对以Elfouhaily海浪谱建模的海表面的单双站极化散射特性进行了仿真分析。发现双站极化散射中,粗糙表面的斜率调制导致交叉极化出现了异于传统模型的分布。同时在全空域的双站极化散射仿真中,发现所有的极化方式在方位向内均存在极小值。该极小值的大小与环境参数密切相关,在环境参数反演方面具有应用潜力。

雷达目标极化散射矩阵测量的新方法研究

立足现有的单极化雷达,通过充分利用天线极化在空间并非一成不变而是空域指向的函数这一固有属性(简称"天线的空域极化特性"),提出了一种目标极化散射矩阵(PSM)测量的新方法。该方法无需两个极化通道,仅通过利用天线的空域极化特性以及对雷达接收回波进行处理,完成目标的PSM测量。首先分析了均匀矩形口径天线的空域极化特性;在此基础上,通过对天线扫描过程中多个接收回波的空域处理,导出了雷达目标PSM的估计方法,并详细分析了其估计性能;最后进行了计算机仿真,实验结果验证了算法的有效性。

雷达目标极化散射特征提取的研究进展

极化雷达可以直接测量出雷达目标的2×2散射矩阵信息,与传统雷达相比,极化雷达的突出优点在于测量数据包含的信息量远大于传统雷达,因而在很多领域都获得了重要应用.本文将对目标极化散射特征提取的发展概况进行综述,包括基于矩阵分解的目标特征参数提取以及直接提取目标极化散射特征的方法等,并对其中存在的问题进行评论,对未来的发展进行展望.

有限锥体后向散射的极化特性研究

在一致性几何绕射理论基础上，采用等效电流的方法给出了有限锥体在完全极化平面波照射下后向散射场的散射极化矩阵表示式。通过能量散射矩阵得出最佳散射的极化条件，并给出数值结果。

无人机极化散射特性室内测量研究

无人机目标的雷达检测、分类和识别研究需要无人机的极化散射特性支撑。该文通过对复杂材质无人机的室内测量研究,揭示了无人机与金属化模型的全极化散射特性差异。利用部件分解测量的分析方法,阐述了无人机与主要部件极化散射一致性关系,证明了机身、机翼直接影响整机的退极化效应,其中机身部位是整机交叉极化散射的主要来源。

基于后向散射模型的多极化SAR影像建筑物高度提取

以Radarsat-2为例,提出了一种利用多极化SAR影像并结合后向散射模型提取建筑物高度的方法。以北京城区为实验区,首先,分析了SAR影像中建筑物二次散射所对应的亮线连通区域,并统计出该区域对雷达后向散射截面的贡献量;然后,基于平行六面体假设,将建筑物主长度及其与雷达方位向的夹角定量化,并给出计算不同极化散射矢量的方法;最后,利用几何光学-物理光学(geometrical optics-physical optics,GO-PO)模型一阶近似解的后向散射模型估计建筑物高度,并通过比较多个局部训练区提取结果,探讨不同极化信息的提取效果并给出最优极化组合。实验结果表明,通过极化特征组合比仅利用单极化信息提取建筑物高度的精度更高,81.43%建筑物误差小于5 m,均方根误差4.45 m,与ASTER GDEM相关系数为0.909 5,提取结果可靠。

一层非均匀随机取向非球形粒子的全极化散射

本文推导了非均匀随机取向非球形粒子散射矩阵的各个元素,得到了矢量辐射传输方程中非对角化的消光矩阵,以及相矩阵。用矢量辐射的积分方程和Mueller矩阵,计算一层非均匀随机取向非球形粒子的全极化散射,讨论了任一极化的同极化和去极化后向散射系数、极化度,VV和hh波之间的相位差,及其与各有关参数的定量的函数关系。

雷达动目标极化散射矩阵瞬时测量技术

研究了雷达运动目标的信息获取问题,提出了运动目标极化散射矩阵瞬时测量方法。雷达正交双极化天线同时发射正、负调频斜率线性调频信号,目标的正交双极化回波分别与2个线性调频信号进行匹配滤波,利用正、负斜率线性调频信号的模糊函数特性测量目标时延和多普勒频移,通过求解线性方程组消除极化-多普勒耦合,精确得到目标极化散射矩阵的4个元素。该方法可以在单个脉冲周期内同时获取目标的距离信息、速度信息和极化信息。仿真实验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。

任意取向非球形群聚粒子极化散射及其数值模拟

利用Ｔ矩阵法，通过严格求解Ｎ个粒子的多次散射方程，发展了任意大小、空间分布和取向的多个非球形粒子集合性相干散射的数值计算方法。数值地给出了群聚椭球粒子双站和后向极化散射与粒子的形状、分布和取向等参量之间定量的函数关系。讨论了（１）群聚椭球粒子与等体积球形粒子后向散射的差异；（２）群聚椭球粒子的不同取向对集合性相干散射的影响；（３）多个粒子相干散射与独立散射的差异；（４）群聚粒子多次相干散射对复散射振幅函数值和消光系数的影响。并将数值结果和已有的实验结果进行了比较。