本文選題：寬帶全極化 + 極化散射矩陣��； 參考：《西安電子科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：日益復雜的電磁環(huán)境要求雷達系統(tǒng)在具備較遠的探測距離與較高的探測精度的基礎上,還需要具有較強的智能化信息處理能力,同時希望從回波信息中提取出更多目標物理特性信息,以實現對雷達目標更為精確的檢測與識別。全極化測量與高分辨成像技術均為現代雷達技術極為重要的研究方向,它們分別從不同角度描述了目標特性,二者相結合具有極為廣闊的應用前景。利用回波信號中的極化信息可以獲得目標的結構、表面粗糙度與材質等物理特性,即目標的形狀及特性與其極化信息有著密切的聯系,故極化信息能全面的描述目標的物理特性;另一方面,寬帶高分辨成像技術精細地描述了目標的細微特征,極大地提高了其極化模型的準確性。本文首先介紹了寬帶全極化雷達基本理論,主要包括極化散射矩陣、極化測量體制及基于步進頻率信號的一維高分辨成像算法,通過仿真實驗給出了全極化四通道一維高分辨距離像仿真結果,直觀形象地說明了極化散射矩陣和一維高分辨距離像之間的關系。其次詳細闡述了寬帶全極化雷達試驗系統(tǒng)的結構設計和參數設計,具體包括雷達接收機與雷達發(fā)射機的結構設計,雷達系統(tǒng)參數如發(fā)射功率、接收機噪聲系數、接收機靈敏度、動態(tài)范圍和增益等的確定,并給出了收發(fā)系統(tǒng)指標分配方案。經過多次對設計方案的修改和調整,理論計算結果滿足了所要求的雷達系統(tǒng)總體指標,為后續(xù)的雷達系統(tǒng)的仿真與驗證工作提供理論基礎。在此基礎上利用Matlab/Simulink對寬帶全極化雷達試驗系統(tǒng)進行仿真驗證,首先進行了雷達系統(tǒng)單模塊的設計,主要包括發(fā)射波形設計、目標回波設計、混頻器設計、放大器設計等;其次利用已設計的模塊搭建出雙通道雷達接收仿真系統(tǒng),通過兩個脈沖重復周期仿真獲得全極化回波數據,并在關鍵模塊后利用示波器觀測其波形,以驗證輸出結果的正確性。最后介紹了數據處理子系統(tǒng)的相關算法,如利用P_ESPRIT算法進行目標極化散射矩陣估計以及利用Pauli基分解完成極化校準,并分別通過Simulink理論仿真數據和寬帶全極化實測數據對相關算法進行了驗證和分析,實驗結果表明了本試驗系統(tǒng)所采用的數據處理算法的有效性。
[Abstract]:The increasingly complex electromagnetic environment requires the radar system to have a relatively long detection range and high detection accuracy, but also to have a strong intelligent information processing ability. At the same time, we hope to extract more target physical characteristic information from echo information, so as to achieve more accurate detection and recognition of radar target. Full polarization measurement and high resolution imaging are the most important research directions of modern radar technology. They describe the target characteristics from different angles, and the combination of them has a very broad application prospect. The structure of the target can be obtained by using the polarization information in the echo signal, and the physical properties such as the surface roughness and the material, that is, the shape and characteristics of the target are closely related to the polarization information of the target. Therefore, polarization information can describe the physical characteristics of the target comprehensively. On the other hand, wideband high-resolution imaging technology describes the fine characteristics of the target, which greatly improves the accuracy of the polarization model. In this paper, the basic theory of wideband fully polarized radar is introduced, including polarization scattering matrix, polarization measurement system and one dimensional high resolution imaging algorithm based on step frequency signal. The simulation results of one-dimensional high-resolution range profile with four-channel polarization are given, and the relationship between polarization scattering matrix and one-dimensional high-resolution range profile is illustrated intuitively. Secondly, the structure design and parameter design of wide-band fully polarized radar test system are described in detail, including the structure design of radar receiver and radar transmitter, the radar system parameters such as transmitting power, receiver noise coefficient, receiver sensitivity, etc. The dynamic range and gain are determined, and the index allocation scheme of the transceiver system is given. After several modifications and adjustments to the design scheme, the theoretical calculation results meet the requirements of the overall radar system index, and provide a theoretical basis for the subsequent simulation and verification of the radar system. On this basis, we use Matlab / Simulink to simulate the wide-band full-polarization radar test system. First, we design the single module of radar system, including the design of transmitting waveform, the design of target echo, the design of mixer, the design of amplifier and so on. Secondly, a two-channel radar receiving simulation system is built by using the designed module. The full polarization echo data are obtained by the simulation of two pulse repetition periods. After the key module, the waveforms are observed by oscilloscope to verify the correctness of the output results. Finally, the algorithms of data processing subsystem are introduced, such as the estimation of polarimetric scattering matrix using Pesprit algorithm and the polarimetric calibration by Pauli basis decomposition. The simulation data of Simulink theory and the measured data of wide-band full polarization are used to verify and analyze the algorithm. The experimental results show the validity of the data processing algorithm used in the experimental system.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN95

【參考文獻】

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本文編號：2011545