分时极化雷达系统及其实现技术研究

发布时间：2017-06-18 18:20

  本文关键词：分时极化雷达系统及其实现技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代技术的发展,传统的低分辨率、单极化雷达无法提供更多、更精确的目标信息,现代高分辨率雷达技术结合目标极化信息提取技术的兴起为未来雷达发展提供了更多的选择。本文介绍了极化相关基础知识;采用数字化的方法实现了分时全极化宽带雷达系统,可实现发射、接收极化任意可变;使用频率步进技术实现了目标径向距离细节特征探测;提出了一种有源与无源相结合的极化校准方法;针对最近出现的简缩极化技术,分析了其实现原理并进行了仿真验证。针对目标极化特征测量的需求,论文采用数字化的方式,在中频阶段对多通道幅相进行补偿,结合多通道顺序旋转变极化天线,在空间中合成各种极化,并且幅相补偿方案实时可控,因此实现了任意极化的瞬时收发和帧间切换。针对提取目标距离细分辨特征的需求,论文采用了频率步进波形实现了目标高分辨一维成像,分析了其原理及抽取拼接算法。论文针对极化测量过程中存在的误差,提出了一种结合有源与无源相结合的校准方式,完成了误差矩阵的测量,经外场验证,校准方法对目标的极化散射矩阵起到了一定的校准作用。分时全极化雷达在测量动目标或者快起伏的目标时会出现散射矩阵元素去相关的现象,而且对于具备跟踪功能的雷达来说,双极化应用雷达仍然广泛,因此论文针对此需求研究了简缩极化技术,该技术通过单极化发射、双极化接收的方式,利用Souyris与Nord重构模型,获取目标的伪全极化散射信息,经过计算机仿真和外场试验,验证了该技术的有效与实用性。
【关键词】：高分辨率雷达 极化校准 分时全极化雷达 简缩极化
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN958
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 绪论14-20
• 1.1 本论文研究的背景和意义14-15
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势15-18
• 1.2.1 高分辨雷达技术15-16
• 1.2.2 极化雷达16
• 1.2.3 极化校准技术16-17
• 1.2.4 简缩极化技术17-18
• 1.3 论文主要内容及结构安排18-20
• 第2章 雷达极化信息原理20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 极化的基本概念20
• 2.3 极化的表示方式20-28
• 2.3.1 极化椭圆21-23
• 2.3.2 Jones矢量23-24
• 2.3.3 极化比24
• 2.3.4 相位描述子24-25
• 2.3.5 Stokes矢量及Poincare极化球25-28
• 2.4 极化散射矩阵28-30
• 2.4.1 Sinclair散射矩阵28
• 2.4.2 Mueller矩阵28-29
• 2.4.3 极化基变换29-30
• 2.5 本章总结30-32
• 第3章 分时全极化宽带雷达系统技术32-56
• 3.1 引言32
• 3.2 分时全极化宽带雷达设计原理32-39
• 3.2.1 分时全极化设计原理32-37
• 3.2.2 步进频信号工作原理37-39
• 3.3 分时全极化宽带雷达系统实现方案39-51
• 3.3.1 发射极化合成方案40-41
• 3.3.2 接收极化处理流程实现方案41-49
• 3.3.3 步进频雷达系统实现方案49-51
• 3.4 试验数据分析51-55
• 3.4.1 发射极化合成数据分析51-52
• 3.4.2 接收极化合成数据分析52-54
• 3.4.3 外场试验数据54-55
• 3.5 本章小结55-56
• 第4章 基于典型定标体的极化校准技术56-72
• 4.1 引言56
• 4.2 误差分析及建模56-59
• 4.2.1 PSM测量方法56
• 4.2.2 误差分析56-58
• 4.2.3 误差模型58-59
• 4.3 基于典型定标体的校准方法59-66
• 4.3.1 误差矩阵测量方案62-66
• 4.4 试验数据分析66-70
• 4.4.1 幅度因子测量结果66-67
• 4.4.2 相位因子测量结果67-69
• 4.4.3 校准效果评估69-70
• 4.5 本章小结70-72
• 第5章 简缩极化技术研究72-84
• 5.1 引言72
• 5.2 简缩极化技术72-79
• 5.2.1 π/4 工作模式数据形式72-74
• 5.2.2 数据重构原理74-76
• 5.2.3 Souyris重构模型76-77
• 5.2.4 Nord重构模型77-79
• 5.2.5 伪全极化数据重构方法79
• 5.3 计算机仿真79-82
• 5.3.1 原理与方法79-80
• 5.3.2 参数说明80
• 5.3.3 数据分析80-82
• 5.4 外场试验验证82-83
• 5.4.1 试验方法82-83
• 5.4.2 试验数据分析83
• 5.5 小结83-84
• 第6章 结束语84-86
• 6.1 结论84
• 6.2 下一步工作展望84-86
• 参考文献86-90
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单90-91
• 致谢91

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