雷达极化散射矩阵测量及脉冲编码技术研究

发布时间：2017-08-24 07:28

  本文关键词：雷达极化散射矩阵测量及脉冲编码技术研究

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【摘要】：目标的极化散射矩阵的测量是极化雷达的基本功能之一,其中分时极化测量体制至少需要两个观测周期,对于有些目标在两个观测周期的极化散射矩阵发生了改变,而同时极化测量体制只需在一个观测周期即可得到目标的极化散射矩阵,相应的同时极化测量方法逐渐发展和完善起来。另一方面,在雷达信号中加入极化信息可以增强雷达信号的抗干扰以及检测能力,加入了极化信息的复合型雷达信号是雷达波形设计的一个发展趋势,例如极化编码LFM、极化相位编码以及极化和频率同时捷变等复合型信号。在对雷达目标的极化散射矩阵同时测量方面,本文首先针对双频矢量脉冲信号,利用基于DTFT频域估计瞬时极化散射矩阵的算法,分析了极化散射矩阵不同种情况下回波信号频域的特点,然后给出了测量步骤;此方法是在王雪松等人提出的基于DTFT估计算法的补充,后者只分析了主极化分量大于交叉极化分量的情况;并用计算机仿真测量了不同极化散射散射矩阵以及脉冲宽度和信噪比对散射矩阵测量的影响。然后利用基于瞬时模糊函数矩阵求逆变换的同时测量方法对线性调频信号、极化相位编码信号以及极化和频率同时捷变信号进行了散射矩阵的同时测量,该方法利用信号的瞬态模糊函数的逆变换实现对目标极化散射矩阵的同时测量,并与D Giuli等人提出的传统的同时极化测量做了对比,发现在不同信号带宽、脉冲宽度下该方法的测量稳定性更好,而且误差越小。在极化和频率同时捷变信号方面,首先介绍了几种极化与频率同时捷变信号的数学表达式及其时域波形;并对它们的模糊函数进行了仿真,分析了它们的时延频率分辨率;利用目标和干扰间极化状态的不同可以对回波信号进行极化匹配和脉冲积累,当目标和干扰间极化状态相差较大时,对回波处理后可大大提高信号的信干比与信噪比,而当它们的极化状态接近时,处理后的回波信号只提高了信噪比,信干比没有得到提高。最后分析了目标极化特性对极化相位编码与极化和频率捷变信号对目标相关检测的影响,利用测量的目标极化散射矩阵对回波信号进行补偿,进而消除了由于目标的极化散射矩阵引起的检测能力下降的问题。
【关键词】：极化同时测量 极化和频率同时捷变 瞬时模糊函数矩阵 相关检测
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景以及研究目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究历史与现状10-12
• 1.2.1 目标的极化散射矩阵测量相关方面的理论10-11
• 1.2.2 极化编码雷达理论11-12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 1.3.1 目标瞬时极化特性的测量研究12
• 1.3.2 极化和频率同时捷变雷达波形分析12
• 1.3.3 极化散射矩阵对目标相关检测改善12-13
• 1.4 本文框架13-14
• 第2章 雷达波形的模糊函数基础理论14-29
• 2.1 雷达信号模糊函数基本理论14-18
• 2.1.1 点目标回波信号模型14-15
• 2.1.2 模糊函数定义15-17
• 2.1.3 模糊函数的物理意义17-18
• 2.2 雷达的几种常见信号模糊函数分析18-22
• 2.2.1 单脉冲信号18-19
• 2.2.2 LFM信号19-20
• 2.2.3 相参脉冲串信号20-21
• 2.2.4 相位编码信号21-22
• 2.3 用于测量瞬态极化散射矩阵的几种信号22-27
• 2.3.1 LFM信号IP-AFM图24-26
• 2.3.2 双频矢量脉冲信号26-27
• 2.3.3 极化相位编码信号27
• 2.3.4 极化和频率同时捷变信号27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 雷达观测目标瞬态极化特性的测量研究29-56
• 3.1 基于DTFT频域估计的瞬态极化散射矩阵的测量算法29-42
• 3.1.1 基于DTFT频域估计的瞬态极化散射矩阵的测量算法理论30-35
• 3.1.2 基于DTFT频域估计算法的性能分析35-37
• 3.1.3 基于DTFT的频域估计算法的实验仿真37-42
• 3.2 基于IP-AFM逆变换的瞬态极化散射矩阵的测量算法42-50
• 3.2.1 基于IP-AFM逆变换的测量方法算法理论43-45
• 3.2.2 基于IP-AFM求逆变换的测量方法的实验仿真45-50
• 3.3 基于IP-AFM散射矩阵测量的参数估计50-55
• 3.3.1 双频矢量脉冲波形50-52
• 3.3.2 正负LFM信号52-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第4章 极化和频率同时捷变雷达波形研究56-76
• 4.1 极化和频率同时捷变信号波形56-57
• 4.2 极化和频率同时捷变雷达信号模糊函数分析57-62
• 4.2.1 频率编码信号58-59
• 4.2.2 脉冲极化和频率同时捷变信号59-60
• 4.2.3 脉冲组间极化和频率同时捷变信号60-61
• 4.2.4 脉冲组间极化捷变脉冲内频率捷变信号61-62
• 4.3 极化和频率同时捷变雷达信号的一种处理方法62-67
• 4.4 极化散射矩阵对目标相关检测的改善67-75
• 4.4.1 极化和频率同时捷变信号对目标的相关检测及其改善67-71
• 4.4.2 极化相位编码信号对目标的相关检测及其改善71-75
• 4.5 本章小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-83
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果83-85
• 致谢85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 常宇亮;王雪松;李永祯;肖顺平;;极化测量雷达的信号选择与处理[J];中国科学(F辑:信息科学);2009年12期

2 李潮,张巨泉,黄炜;干扰频率捷变雷达技术及其效果度量[J];现代雷达;2004年01期

3 ;Calibration method of phase distortions for cross polarization channel of instantaneous polarization radar system[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2010年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 施龙飞;雷达极化抗干扰技术研究[D];国防科学技术大学;2007年

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本文编号：729983