全极化散射计极化失真误差校正方法

全极化散射计是一种新型微波散射计,可以同时测量目标的同极化和交叉极化散射系数.一方面能够解决传统散射计在海面风场反演中的风向模糊问题,提高海面风场测量精度,另一方面交叉极化散射系数可以有效提高海面风速测量范围,解决台风灾害监测和预报问题.利用全极化散射计数据进行高精度海面风场反演,首先需要解决全极化散射计系统极化失真误差导致无法准确测量目标不同极化散射系数的问题.本文基于全极化散射计信号模型推导了极化失真误差影响下极化散射系数模型,并对极化失真误差影响进行了定量分析.在极化散射系数模型基础上,通过引入海面散射特性假设和极化定标技术推导了极化散射系数校正模型.基于RADARSAT-2获取的不同区域海面全极化散射系数数据仿真误差影响下极化散射系数并利用该模型进行校正,结果表明该方法可以有效校正极化失真误差,显著提高极化散射系数测量精度.

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。

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。

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。

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.

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.

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。

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。

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。

非均匀植被地表全极化散射的高分辨率雷达图像的模拟

用自然地表非球形散射体全极化一阶散射的Mueller矩阵解 ,在选定高空间分辨率条件下 ,计算具三维空间结构与非均匀分布的植被地表的全极化后向散射。用射线跟踪法 ,按射程计算将散射投影在平面图像对应单元的像素点上 ,得到自然地表的雷达图像模拟。改变非均匀地表的组成 ,如树木数目与高度、下垫地表、隐藏目标等 ,产生各种条件下自然地表景象产生的雷达图像模拟。作为一个对比 ,模拟图像与机载SAR图像在散射量级以及P ,L ,C波段多通道散射的物理解释上作了比较。

基于极化散射特性的空间锥体目标宽带回波对齐

包络对齐是宽带回波预处理中重要的一部分,然而对于空间锥体这类只有较少散射中心且目标存在微动的情况,现有的包络对齐方法并不能得到较好的对齐结果。对于一些利用宽带回波进行微动目标参数估计的算法,包络对齐是其算法的关键一步。该文提出一种基于极化散射特性进行包络对齐的算法,算法首先利用极化谱估计与幅相联合估计(P-CAPES)超分辨方法估计宽带极化回波中的散射中心的数目、位置和极化散射矩阵,然后计算前后时刻回波散射中心的极化相似性参数,最后利用得到相似性参数进行包络对齐。基于电磁计算数据的实验结果验证了算法的有效性。

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。

基于数字变极化探测系统目标极化散射特性研究

本文构建了数字变极化单脉冲探测系统,该系统采用多种发射极化形式,利用虚拟极化合成接收,对地面目标进行探测实验,得到全极化高分辨一维距离像,获得散射熵H和平均散射角α在距离像中的分布,联合距离高分辨和目标极化散射特性为目标可靠检测和准确识别提供依据,表明了目标极化散射熵在数字变极化探测系统中对地面目标的检测和识别的可用性.

基于约束总体最小二乘算法的全极化散射中心参数估计

本文以散射中心的指数衰减和模型(Damped Exponentials,DE)为基础将全极化散射中心的参数提取问题转化为全极化信息融合的约束总体最小二乘(Constrained Total Least Squares,CTLS)算法问题,据此计算出全部散射中心的距离参数和类型参数,然后利用最小二乘法求解全极化测量方程,得到每个散射中心的复幅度信息,从而获得每个散射中心的散射矩阵,其中散射矩阵与类型参数是密切相关的.然后分析了其中参数估计的精度问题,针对极化通道噪声方差的不同提出了相应的改进算法.最后进行了仿真,并与单极化散射中心估计参数作了对比,结果证实了该方法的有效性,为雷达极化信息与散射中心的有效融合提供了新方法.

介质柱电磁极化散射的计算和分析

本文首次给出柱形体的一种有价值的极化散射矩阵 Ss定义 ,Ss具有六个自由度 ,它包含了柱形体散射的所有信息 ,并给出计算平行极化 RCS的垂直极化 RCS等公式。从 Ss也易于导出线极化基极化散射矩阵 Sl 和圆极化基极化散射矩阵 Sc等。在此基础上本文将 Mo M- CGM- FFT混合技术扩展用于分析任意截面的非均匀介质柱的电磁极化散射问题。由于该混合技术的应用 ,大大降低了所需计算机内存和 CPU时间 ,提高了计算效率。本文以介质板柱体的极化散射为例进行了计算 ,所得结果与理论结果以及其它文献中的精确结果进行比较 ,吻合很好。并在此基础上对柱形体的极化散射进行了分析 ,得出几个一般性结论。

信杂比极化散射矩阵的优化

该文讨论了在回波信号及杂波的琼斯极化散射矩阵对称及非对称的情况下，调整天线的发射和接收极化状态，从而得到最大的回波信杂比。在前人工作的基础上推导出一种简单易行的算法，成功地实现了琼斯极化散射矩阵从不对称向对称的转变，并进行了数字仿真，结果验证了该算法的有效性。

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。

高速运动目标瞬态极化散射矩阵的校准

在瞬态极化雷达测量体制下,利用正负斜率线性调频脉冲虽然可以在一个脉冲周期内测量得到目标的极化散射矩阵,但对于高速运动目标,如果不对多普勒频移加以补偿,测量结果将产生误差。本文提出了利用正负斜率线性调频脉冲对在一个脉冲周期内估计目标多普勒频移的方法,并分析了其信号处理过程,导出了多普勒频移估计的表达式,可以对匹配滤波器进行多普勒补偿,提高极化散射矩阵的测量精度。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。