基于极化变换的两点源干扰抑制方法研究

摘要

单脉冲技术因其测角速度快、精度高及数据率大的优点而广泛应用于角度测量、目标跟踪等领域，在民用、军事等方面发挥着重要的作用。然而空间两点源对单脉冲测角的准确性带来了难度。当两个点源在距离和方位上相近，且两点的雷达回波相似度很高时，单脉冲雷达难以分辨两点的精确角度信息，测角性能急剧下降。
　　与此同时，雷达极化信息被认为是用来解决干扰问题有效手段。极化变换理论的提出，为扩大目标与干扰的极化差异带来了启示。将极化变换应用于单脉冲测角系统，将对空间两点源的干扰抑制带来帮助。本文从单脉冲测角的原理出发，研究空间两点源的极化响应，同时借助极化变换方法，全面深入地开展基于极化变换的两点源干扰抑制研究。
　　论文主要分三个方面展开论述：
　　1、单脉冲测角的极化响应。首先，阐明了单脉冲雷达对单点源目标的测角原理，并从雷达极化的角度建立了单脉冲角度测量模型。接着研究了空间两点源的极化响应问题，分析了回波幅度比和相位差对角度测量值的影响。其次，从雷达目标散射矩阵的结构、收发天线的极化特性以及目标散射起伏特性三个方面探究了极化信息对单脉冲角度测量值的影响。
　　2、极化变换的相关理论。将极化变换分为了线性极化变换和非线性极化变换两大部分展开研究。引入极化状态夹角、极化散度、和输入输出曲线来衡量极化变换的性能。线性极化变换实现了极化状态在 Poincare极化球上的搬移，且不改变极化球上点与点的相对位置。而非线性极化变换则实现了极化状态的在Poincare极化球上的聚集或扩散。文中对比了实数型和比值型极化变换方法，分析了两种方法的变换过程以及变换矩阵中参数对变换效果的影响，进一步指出了两种方法应用在目标与干扰的分离时的局限性。在此基础上，提出了指数型极化变换，优化了非线性极化变换的性能。
　　3、基于极化变换的干扰抑制研究。在这一部分的研究中，首先设计了一种基于极化变换的单脉冲测角方法，主要包括极化变换、极化滤波和单脉冲测角三个组成部分。然后从干扰极化状态分布、干扰抑制比和信号功率损失这几个角度详细分析了极化变换对干扰抑制方面的作用。最后通过仿真实验验证了基于极化变换的单脉冲测角方法的有效性，结果显示在两点源情况下，该方法对于目标的测角误差明显减小。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状和趋势

1.3 本文主要工作与结构安排

第二章 空间两点源的极化响应

2.2单脉冲测角原理

2.3空间两点源的单脉冲测角模型

2.4空间两点源的角度测量分析

2.5小结

第三章 电磁波的极化变换方法

3.1 引言

3.2线性极化变换

3.3 非线性极化变换

3.4非线性极化变换的优化

3.5小结

第四章 基于极化变换的单脉冲测角干扰抑制

4.2 基于极化变换的单脉冲测角系统

4.3 极化变换的干扰抑制性能分析

4.4极化变换下的单脉冲角度测量

4.5小结

第五章 结束语

5.1 本文工作总结

5.2 未来工作展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果