分散型多输入多输出雷达检测器设计及检测性能分析

对不同类型的目标,分散型多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达的最佳检测器结构各异,且通常不便于工程实现.针对此问题,提出了一种易于工程实现的MIMO雷达检测器结构.首先对MIMO雷达和普通单基地雷达的回波信号模型进行分析,指出了MIMO雷达回波和单基地雷达快起伏目标多脉冲回波之间的相似关系.借鉴单基地雷达针对快起伏目标的检测器结构,提出分散型MIMO雷达可以采用类似的包络检波级联累加器的检测器结构形式.就所设计检测器结构对不同空域起伏目标的检测性能进行了研究,给出了检测性能的理论和仿真曲线.     

相干杂波中雷达目标的极化检测

首先介绍了高斯分布杂波背景下全极化相参雷达的极化域一时域联合目标检测算法,然后就两种实际目标,结合蒙特卡洛方法,分析了雷达目标的检测性能。重点研究了杂波的时间相关性对检测性能的影响,给出了不同相干杂波背景下的目标检测性能曲线,得到了杂波的时间相关性与目标检测性能之间的关系曲线。在此基础上讨论了在不同时间相关性杂波背景下时域采样的增加时检测性能的影响。最后介绍了K分布杂波背景下的极化域一时域联合目标检测算法,给出了检测性能曲线。     

SAR的箔条干扰技术研究

结合合成孔径雷达(SAR)成像原理和箔条干扰机理,研究了SAR的箔条干扰技术.首先分析了箔条的散射截面积、极化方式、干扰信号带宽以及互耦效应等.结合SAR探测中箔条形成过程中状态的不同,分留空和落地2个阶段进行讨论,开展了箔条云的散射特性、分布特性和遮挡效应的研究.给出了2个阶段箔条回波信号建模与仿真方法,研究结果有效体现了SAR系统的工作特点.     

箔条云散射的极化统计特性

本文研究了箔条云散射的极化统计特性。首先,给出了感应电流的大小随入射角变化的更为精确的计算结果,得到了箔条的极化散射矩阵、RCS矩阵及二者的统计特性。然后,推导了箔条云回波的振幅、RCS和箔条云极化散射矢量的概率分布表达式,得到了箔条云同极化通道回波互相关系数为1/3,同极化和交叉极化通道之间不相关等一系列结论,为箔条云极化信息在干扰和抗干扰中的应用打下基础。     

正态空间取向箔条云的极化特性

研究了箔条云的极化特性,首先分析了单根箔条的电磁散射过程,得到了极化坐标系下单根箔条的极化散射矩阵和Mueller矩阵的表达式,给出了在不同收/发极化方式下箔条云散射截面的计算公式.对空间取向服从球面均匀分布的箔条云,推导得到了箔条平均RCS的解析公式;对空间取向服从正态分布的箔条云,利用数值积分得到了箔条平均RCS的近似值,并给出了根据被干扰雷达的收/发极化方式优选箔条空间取向的建议方案.     

均匀取向箔条云的RCS极值研究

箔条云的雷达回波为部分极化波,其散射波的极化度和RCS极值问题对于极化滤波、极化对比增强的效果具有重要的决定作用.首先用Mueller矩阵采表征了箔条云的变极化效应,基于Mueller矩阵对均匀取向箔条云散射波的极化程度、共极化和交叉极化的RCS极值进行了研究.研究发现,散射波的总能量不随发射极化改变,当发射波为线极化时,散射波的极化度最大,共极化RCS最大,交叉极化RCS最小,当发射波为圆极化时,散射波为完全未极化波,此时用任意的极化接收,平均功率是相同的.     

杂波背景中雷达目标极化检测的比较研究

该文导出了高斯随机极化波的瞬态Stokes矢量的联合概率密度函数,由此导出了基于Stokes矢量的极化检测器及其检测概率、虚警概率的解析表达式,并给出了该检测器在不同杂波极化度条件下的检测性能理论曲线。对基于Stokes矢量和基于Jones矢量的极化检测器进行了比较研究,给出了大脉冲数条件下二者检测性能差异的解析表达式,证明了基于Stokes矢量的极化检测器是正交双极化接收、非相参积累条件下的最优检测器。      

箔条云的全极化频谱特性

基于箔条螺旋下降的运动模型,研究了箔条的转动和平动对箔条云回波信号造成的影响,用统计方法研究了箔条云的全极化频谱特性.首先介绍了箔条螺旋下降的运动模型,给出了转动偶极子的极化散射矩阵,在此基础上分析了箔条云散射矩阵元的自相关函数和互相关函数,给出了散射矩阵元的功率谱和交叉功率谱的表达式,然后给出了均匀取向和水平取向箔条云回波频谱的数值结果.     

偏置抛物面天线的空域瞬态极化特性及仿真分析

在天线空域瞬态极化特性的表征的基础上,研究了偏置抛物面天线在雷达坐标系下的天线主极化和交叉极化方向图,探讨了利用天线主瓣内和主瓣外扫描时不同方位和俯仰向上的空域极化特性,充分诠释了天线极化状态的变化规律.通过计算机仿真和分析比较,结果表明,在空域指向的不同位置,不同的尺寸和不同的焦径比的影响下,天线的极化特性服从一定规律变化,有共性也有差异,这对天线空域极化特性的应用提供了理论依据和支持.     

典型抛面天线的空域极化特性及散射矩阵测量方法

单极化雷达天线的极化特性在空域中并非一成不变,而是按一定规律变化的.本文研究了抛面反射天线的空域极化特性,通过数值计算验证了天线极化状态在不同空域指向上分布的规律.并以此为基础,讨论了立足于现有的单极化雷达,仅需一个极化通道对天线接收到雷达回波电压进行处理,完成雷达目标极化散射矩阵估计的方法.该法将可以大幅度的降低生产成本和设备复杂度,具有一定的理论参考价值和应用前景.