分时极化雷达系统及其实现技术研究

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1、分时极化雷达系统及其实现技术研究汪梦奇2015年12月中图分类号：TN958.4UDC分类号：621.3分时极化雷达系统及其实现技术研究作者姓名汪梦奇学院名称信息与电子学院指导教师李阳副研究员答辩委员会主席胡程教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月TheStudiesontime-divisionpolarimetricradarsystemanditsimplementationtechnologyCandidateName:WangMengqiS

2、choolorDepartment:SchoolofInformationandElectronicsFacultyMentor:Prof.YangLiChair,ThesisCommittee:Prof.ChengHuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefense:January,2016研

3、究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文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

4、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

5、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

6、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I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmoderntechnology,Thetraditionalradarwithlowresolutionandunipolarcan’tprovidemoreaccurateinformation.Thecombinationofhighresolutionandtargetpolari

7、zationinformationprovidesmorechoicesforthedevelopmentofradar.Thispaperintroducesthepolarizationrelatedbasicknowledge,adoptsdigitalmethodrealizingthetime-divisionpolarizationradar.Thesystemcanchangeemissionandreceivepolarizationatanytime.Theradarusesteppe

8、d-frequencywavetoachievehighresolutionrangeprofile.Thispaperproposesapolarizationcalibrationbasedonthecombinationofactiveandpassivemethod;Inviewoftherecentemergenceofcompactpolarizationtechniques,weanalyzeitstheoryandsimul