CN112904280B - 分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法 - Google Patents

分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112904280B
CN112904280B CN202110057949.5A CN202110057949A CN112904280B CN 112904280 B CN112904280 B CN 112904280B CN 202110057949 A CN202110057949 A CN 202110057949A CN 112904280 B CN112904280 B CN 112904280B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polarization
time
sharing
target
scattering matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110057949.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112904280A (zh
Inventor
纠博
王强
郑浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xidian University
Original Assignee
Xidian University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xidian University filed Critical Xidian University
Priority to CN202110057949.5A priority Critical patent/CN112904280B/zh
Publication of CN112904280A publication Critical patent/CN112904280A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112904280B publication Critical patent/CN112904280B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/023—Interference mitigation, e.g. reducing or avoiding non-intentional interference with other HF-transmitters, base station transmitters for mobile communication or other radar systems, e.g. using electro-magnetic interference [EMI] reduction techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/024—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/36—Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/414—Discriminating targets with respect to background clutter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，此方法利用获取到的目标先验极化信息得到目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵；利用目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵构建收发联合极化优化模型；基于收发联合极化优化模型，利用接收极化Stokes矢量和发射极化Stokes矢量得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量；根据最优发射极化Jones矢量确定分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲；利用最优接收极化Jones矢量依次对分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲进行信号处理得到回波功率。本优化方法在分时全极化雷达体制下通过极化优化等方法实现杂波和干扰抑制。

Description

分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法
技术领域
本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法。
背景技术
雷达面临两大类干扰的威胁，分别为压制式干扰和欺骗式干扰。压制式干扰对于欺骗式干扰更为普遍，它用噪声淹没目标信号，干扰雷达的检测和参数测量，雷达需要通过滤波等措施对干扰进行抑制，以提高干性比，才能有效对抗干扰。
极化滤波是提高雷达抗干扰能力的一项新技术，它是根据雷达目标信号与干扰信号极化状态之间的差别选择发射或接收天线的极化状态，使信号和干扰的输出信干比最大，获得了其他方法无可比拟的信干比改善，从而达到抗干扰的目的。极化对消器是最早且应用最普遍的一种极化滤波器，Nathanson在1975年提出自适应极化对消技术。之后，极化特性在雷达中被越来越重视，成为雷达研究中的重要分支。
目前实际雷达装备还很难实现同时全极化发射，不能很好的实现杂波和干扰抑制。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，包括：
获取雷达的目标先验极化信息；
利用所述目标先验极化信息得到目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵；
利用所述目标Kennaugh极化散射矩阵和所述杂波Kennaugh极化散射矩阵构建收发联合极化优化模型，所述收发联合极化优化模型包括接收极化Stokes矢量和发射极化Stokes矢量；
基于收发联合极化优化模型，利用所述接收极化Stokes矢量和所述发射极化Stokes矢量得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量；
根据所述最优发射极化Jones矢量确定分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲；
利用所述最优接收极化Jones矢量依次对所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲进行信号处理得到回波功率。
在本发明的一个实施例中，利用所述目标先验极化信息得到目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵，包括：
利用所述目标先验极化信息表征Sinclair极化散射矩阵；
利用四阶实对角矩阵和四阶满秩矩阵将所述Sinclair极化散射矩阵变换为所述目标Kennaugh极化散射矩阵；
利用所述目标Kennaugh极化散射矩阵和相似性参数得到所述杂波Kennaugh极化散射矩阵。
在本发明的一个实施例中，利用所述目标Kennaugh极化散射矩阵和所述杂波Kennaugh极化散射矩阵构建收发联合极化优化模型，包括：
利用所述目标Kennaugh极化散射矩阵得到目标回波功率；
利用所述杂波Kennaugh极化散射矩阵得到杂波回波功率；
根据最大化所述目标回波功率和所述杂波回波功率之比构建所述收发联合极化优化模型。
在本发明的一个实施例中，利用所述接收极化Stokes矢量和所述发射极化Stokes矢量分别得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量，包括：
初始化所述接收极化Stokes矢量和所述发射极化Stokes矢量；
基于数值迭代优化算法，利用初始化后的所述接收极化Stokes矢量和所述发射极化Stokes矢量得到所述最优接收极化Jones矢量和所述最优发射极化Jones矢量。
在本发明的一个实施例中，根据所述最优发射极化Jones矢量确定分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲，包括：
在雷达发射脉冲总数确定时，根据所述最优发射极化Jones矢量的cosφ/sinφ的比值得到所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲，所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲的脉冲数和为所述雷达发射脉冲总数，φ表示Sinclair极化散射矩阵的相位。
在本发明的一个实施例中，利用所述最优接收极化Jones矢量依次对所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲进行信号处理得到回波功率，包括：
利用所述最优接收极化Jones矢量接收所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲；
对所述分时发射垂直极化脉冲进行相位补偿得到相位补偿分时发射垂直极化脉冲；
对所述分时发射水平极化脉冲和所述相位补偿分时发射垂直极化脉冲进行积累得到所述回波功率。
在本发明的一个实施例中，所述目标先验极化信息包括：第一通道回波实测数据、第二通道回波实测数据、第三通道回波实测数据和第四通道回波实测数据，其中，
所述第一通道回波实测数据为水平发射且水平接收的回波实测数据；
所述第二通道回波实测数据为水平发射且垂直接收的回波实测数据；
所述第三通道回波实测数据为垂直发射且垂直接收的回波实测数据；
所述第四通道回波实测数据为垂直发射且水平接收的回波实测数据。
在本发明的一个实施例中，所述收发联合极化优化模型X的表达式为：
其中，X表示收发联合极化模型，Pt表示目标回波功率，Pc表示杂波回波功率，Kt表示目标Kennaugh极化散射矩阵，Kc表示各杂波Kennaugh极化散射矩阵的加权平均值，h表示接收天线极化状态Stokes矢量，g表示发射天线极化状态Stokes矢量，T表示转置。
在本发明的一个实施例中，所述收发联合极化优化模型X的约束条件为：
g(2)2+g(3)2+g(4)2＝g(1)2
h(2)2+h(3)2+h(4)2＝h(1)2；
g(1)＝1,h(1)＝1
其中，g(n)表示发射端Stokes矢量的第n个元素，n＝1,2,3,4，h(n)表示接收端Stokes矢量的第n个元素，n＝1,2,3,4。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，本方法在分时全极化雷达体制下，利用目标先验极化信息的独特性进行抗干扰，由目标先验信息得到目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵，然后利用目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵构建收发联合极化优化模型。利用收发联合极化优化模型得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量，通过极化优化操作实现对目标回波和杂波回波的分离，将目标从干扰或杂波中分离出来，实现对杂波回波的抑制。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的分时全极化雷达体制工作原理图；
图3是本发明实施例提供的假设先验信息准确已知的以真实物体小房子为目标的实验结果图；
图4是本发明实施例提供的以二面角为目标的实验结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法的流程图，图2是本发明实施例提供的分时全极化雷达体制工作原理图。本发明实施例提供的一种分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，包括：
步骤1、获取雷达的目标先验极化信息。
具体地，目标先验极化信息包括：第一通道回波实测数据、第二通道回波实测数据、第三通道回波实测数据和第四通道回波实测数据，其中，
第一通道回波实测数据为水平发射且水平接收的回波实测数据；
第二通道回波实测数据为水平发射且垂直接收的回波实测数据；
第三通道回波实测数据为垂直发射且垂直接收的回波实测数据；
第四通道回波实测数据为垂直发射且水平接收的回波实测数据。
第一通道回波实测数据可以表示为SHH，第二通道回波实测数据可以表示为SHV，第三通道回波实测数据可以表示为SVV，第四通道回波实测数据可以表示为SVH。
步骤2、利用目标先验极化信息得到目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵。
具体地，Kennaugh极化散射矩阵可以叫做Stokes矩阵，又称为斯托克斯矩阵。
进一步地，步骤2还包括：
步骤2.1、利用目标先验极化信息表征Sinclair极化散射矩阵。
具体地，Sinclair极化散射矩阵又称为辛克莱散射矩阵，利用目标先验极化信息表征Sinclair极化散射矩阵，Sinclair极化散射矩阵的表达式具体为：
其中，S表示Sinclair极化散射矩阵，H表示水平发射通道，V表示垂直发射通道，SHH表示第一通道回波实测数据，SHV表示第二通道回波实测数据，SVV表示第三通道回波实测数据，SVH表示第四通道回波实测数据。
步骤2.2、利用四阶实对角矩阵和四阶满秩矩阵将Sinclair极化散射矩阵变换为目标Kennaugh极化散射矩阵。
具体地，目标Kennaugh极化散射矩阵的关系可以表示为：
其中，Kt表示目标Kennaugh极化散射矩阵，U表示四阶实对角矩阵，R表示四阶满秩矩阵，S表示Sinclair极化散射矩阵，S*表示Sinclair极化散射矩阵的伴随矩阵，R-1表示四阶满秩矩阵的可逆矩阵。
四阶实对角矩阵的表达式为：
U＝diag([1,1,1,-1])；
四阶满秩矩阵的表达式为：
步骤2.3、利用目标Kennaugh极化散射矩阵和相似性参数得到杂波Kennaugh极化散射矩阵。
具体地，记目标的Sinclair极化散射矩阵为S0，回波数据各距离单元的Sinclair极化散射矩阵为S1,S2,S3…Sn，Sinclair极化散射矩阵对应的Kennaugh极化散射矩阵为K1,K2,K3…Kn，分别计算S1和S0的相似性参数r1、S2和S0的相似性参数r2…Sn和S0的相似性参数rn，相似性参数r1,r2,r3…rn中最大值对应的Sinclair极化散射矩阵所在的距离单元为目标所在的位置，其余相似性参数对应的Sinclair极化散射矩阵所在的距离单元为杂波所在的位置。
举例说明：相似性参数r1,r2,r3…rn中最大值为r3，相似性参数r3对应的Kennaugh极化散射矩阵为K3，K3为目标Kennaugh极化散射矩阵，则K1,K2,K4…Kn为杂波Kennaugh极化散射矩阵。
进一步地，利用Sinclair极化散射矩阵和Pauli矢量p得到相似性系数r的表达式为：
其中，H表示共轭转置，p1表示Sinclair极化散射矩阵对应的一个Pauli分解后的矢量，p2表示目标的极化矢量，作为目标先验信息。
Pauli矢量p和Sinclair极化散射矩阵一一对应，即：
步骤3、利用目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵构建收发联合极化优化模型，收发联合极化优化模型包括接收极化Stokes矢量和发射极化Stokes矢量。
进一步地，步骤3还包括：
步骤3.1、利用目标Kennaugh极化散射矩阵得到目标回波功率。
具体地，雷达接收功率的表达式为：
P＝hTKg；
其中，P表示雷达接收功率，h表示接收天线极化状态Stokes矢量，T表示转置，K表示Kennaugh极化散射矩阵，g表示发射天线极化状态Stokes矢量。
进一步地，将目标Kennaugh极化散射矩阵代入雷达接收功率的表达式中得到目标回波功率，目标回波功率的表达式为：
Pt＝hTKtg；
其中，Pt表示目标回波功率，Kt表示目标Kennaugh极化散射矩阵。
步骤3.2、利用杂波Kennaugh极化散射矩阵得到杂波回波功率。
具体地，将杂波Kennaugh极化散射矩阵代入雷达接收功率的表达式中得到杂波回波功率。
杂波回波功率的表达式为：
Pc＝hTKcg；
其中，Pc表示杂波回波功率，Kc表示各杂波Kennaugh极化散射矩阵的加权平均值。
c1,c2,c3…cn表示各杂波点的极化总功率，Kc和c1,c2,c3…cn的关系式为：
其中，Kc1,Kc2,Kc3…Kcn表示各杂波Kennaugh极化散射矩阵。
步骤3.3、根据最大化目标回波功率和杂波回波功率之比构建收发联合极化优化模型。
具体地，根据最大化目标回波功率和杂波回波功率之比构建收发联合极化优化模型，收发联合极化优化模型X的表达式为：
约束条件为：
st g(2)2+g(3)2+g(4)2＝g(1)2
h(2)2+h(3)2+h(4)2＝h(1)2；
g(1)＝1,h(1)＝1
其中，X表示收发联合极化模型，Kc表示各杂波Kennaugh极化散射矩阵的加权平均值，g(n)表示发射端Stokes矢量的第n个元素，h(n)表示接收端Stokes矢量的第n个元素。
在对收发联合极化优化模型进行优化求解时，使用交替迭代方法，每步交替迭代都有闭式表达式。
步骤4、基于收发联合极化优化模型，利用接收极化Stokes矢量和发射极化Stokes矢量得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量。
进一步地，步骤4还包括：
步骤4.1、初始化接收极化Stokes矢量和发射极化Stokes矢量。
具体地，初始化接收极化Stokes矢量和发射极化Stokes矢量，给出参数g，k0，Kt和Kc的值。
步骤4.2、基于数值迭代优化算法，利用初始化后的接收极化Stokes矢量和发射极化Stokes矢量得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量。
具体地，基于SUMT(Sequential Unconstrained Minimization Technique)法，亦称罚函数法，利用接收端Stokes矢量得到罚函数Q矩阵，罚函数Q矩阵的表达式为：
其中，Qn表示罚函数Q矩阵，kn表示迭代终止阈值，表示罚函数Q矩阵的元素。
利用罚函数Q矩阵得到发射端Stokes矢量矩阵
将发射端Stokes矢量矩阵代入罚函数Q矩阵，并进行最小化得到：
进而得到最小接收天线极化状态Stokes矢量：
其中，
同理可得接收端Stokes矢量矩阵：
进而得到最小发射天线极化状态Stokes矢量：
其中，
若约束条件：和/>均成立，那么/>kn+l＝2kn。
按照上述方法进行迭代直到kn+l大于设定的阈值，此时gn+1和hn+1为最优解，进而得到最优接收极化Stokes矢量和最优发射极化Stokes矢量。
利用Stokes矢量和Jones矢量的转换关系，由最优接收极化Stokes矢量和最优发射极化Stokes矢量得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量，最优接收极化Jones矢量表示为Er，最优发射极化Jones矢量表示为Et。
Stokes矢量和Jones矢量的转换关系为：
Jones矢量：
Stokes矢量：
进而得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量，最优接收极化Jones矢量Er的表达式为：
最优发射极化Jones矢量Et的表达式为：
步骤5、根据最优发射极化Jones矢量确定分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲。
进一步地，在雷达发射脉冲总数确定时，根据最优发射极化Jones矢量的cosφ/sinφ的比值得到分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲，分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲的脉冲数和为雷达发射脉冲总数，φ表示Sinclair极化散射矩阵的相位。
具体地，设Sinclair极化散射矩阵为ST，则在同时极化体制下雷达接收功率为：进一步简化得到：
若发射端分时发射水平极化电磁波EH和垂直极化电磁波EV，共发射N个脉冲，则雷达接收功率可表示为：
其中，x表示发射的水平极化电磁波的脉冲数，y表示发射的垂直极化电磁波的脉冲数，Er表示同时极化接收端最优Jones矢量，ejθ表示垂直极化回波的相位补偿。
对同时极化体制下雷达接收功率的表达式进一步简化，得到分时极化优化后的回波功率P2：
通过对比同时极化回波功率值与分时极化回波功率值可知，当x:y≈cosβ:sinβ，且对垂直极化回波进行相位补偿后，分时极化优化后的回波功率P2越接近同时极化优化后的回波功率P1。
步骤6、利用最优接收极化Jones矢量依次对分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲进行信号处理得到回波功率。
进一步地，步骤6还包括：
步骤6.1、利用最优接收极化Jones矢量接收分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲。
具体地，利用最优接收极化Jones矢量Er接收分时发射垂直极化脉冲和分时发射水平极化脉冲。
步骤6.2、对分时发射垂直极化脉冲进行相位补偿得到相位补偿分时发射垂直极化脉冲。
具体地，对分时发射垂直极化脉冲进行相位补偿ejθ得到相位补偿分时发射垂直极化脉冲。
步骤6.3、对分时发射水平极化脉冲和相位补偿分时发射垂直极化脉冲进行积累得到回波功率。
具体地，利用相参积累方法对分时发射水平极化脉冲和相位补偿分时发射垂直极化脉冲进行积累得到回波功率，具体为对分时发射水平极化脉冲和相位补偿分时发射垂直极化脉冲的回波进行累加。
实施例二
本发明的效果可以通过以下仿真进行验证。
仿真实验参数：
S1：通道0发射，489米(角反)，从远到近为卡车、角反和小房子，凝视；
S2：通道1发射，489米(角反)，从远到近为卡车、角反和小房子，凝视；
S5：通道0发射，1058米，从远到近为变压器、角反和凝视；
S7：通道1发射，1058米，从远到近为变压器、角反和凝视，相距约30m；
s1～s2：1.2us；
s5、s7：5us；
1通道为H通道发射；
0通道为V通道发射。
因此，读入S1，jc_pc_ns表示凝视模式的交叉极化脉冲压缩结果即VH，to_pc_ns表示同极化脉冲压缩结果即HH，S2的意义与S1类似。
数据格式：prf个数*距离单元数*cpi个数。
载频波长：3mm。
采样频率：240M。
带宽：192M。
正负调频的线性调频信号。
仿真内容及结果：
请参见图3和图4，图3是本发明实施例提供的假设先验信息准确已知的以真实物体小房子为目标的实验结果图，图4是本发明实施例提供的以二面角为目标的实验结果图。
在上述仿真实验条件下利用本分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法得到极化回波的功率曲线，可见本方法在目标先验极化信息已知的情况下，可对201距离单元的强杂波点(强杂波点为角反)进行有效的抑制。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，其特征在于，包括：
获取雷达的目标先验极化信息；
利用所述目标先验极化信息得到目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵；
利用所述目标Kennaugh极化散射矩阵和所述杂波Kennaugh极化散射矩阵构建收发联合极化优化模型，所述收发联合极化优化模型包括接收极化Stokes矢量和发射极化Stokes矢量；
基于收发联合极化优化模型，利用所述接收极化Stokes矢量和所述发射极化Stokes矢量得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量；
根据所述最优发射极化Jones矢量确定分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲；
利用所述最优接收极化Jones矢量依次对所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲进行信号处理得到回波功率。
2.根据权利要求1所述的分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，其特征在于，利用所述目标先验极化信息得到目标Kennaugh极化散射矩阵和杂波Kennaugh极化散射矩阵，包括：
利用所述目标先验极化信息表征Sinclair极化散射矩阵；
利用四阶实对角矩阵和四阶满秩矩阵将所述Sinclair极化散射矩阵变换为所述目标Kennaugh极化散射矩阵；
利用所述目标Kennaugh极化散射矩阵和相似性参数得到所述杂波Kennaugh极化散射矩阵。
3.根据权利要求1所述的分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，其特征在于，利用所述目标Kennaugh极化散射矩阵和所述杂波Kennaugh极化散射矩阵构建收发联合极化优化模型，包括：
利用所述目标Kennaugh极化散射矩阵得到目标回波功率；
利用所述杂波Kennaugh极化散射矩阵得到杂波回波功率；
根据最大化所述目标回波功率和所述杂波回波功率之比构建所述收发联合极化优化模型。
4.根据权利要求1所述的分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，其特征在于，利用所述接收极化Stokes矢量和所述发射极化Stokes矢量分别得到最优接收极化Jones矢量和最优发射极化Jones矢量，包括：
初始化所述接收极化Stokes矢量和所述发射极化Stokes矢量；
基于数值迭代优化算法，利用初始化后的所述接收极化Stokes矢量和所述发射极化Stokes矢量得到所述最优接收极化Jones矢量和所述最优发射极化Jones矢量。
5.根据权利要求1所述的分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，其特征在于，根据所述最优发射极化Jones矢量确定分时发射水平极化脉冲和分时发射垂直极化脉冲，包括：
在雷达发射脉冲总数确定时，根据所述最优发射极化Jones矢量的cosφ/sinφ的比值得到所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲，所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲的脉冲数和为所述雷达发射脉冲总数，φ表示Sinclair极化散射矩阵的相位。
6.根据权利要求1所述的分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，其特征在于，利用所述最优接收极化Jones矢量依次对所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲进行信号处理得到回波功率，包括：
利用所述最优接收极化Jones矢量接收所述分时发射水平极化脉冲和所述分时发射垂直极化脉冲；
对所述分时发射垂直极化脉冲进行相位补偿得到相位补偿分时发射垂直极化脉冲；
对所述分时发射水平极化脉冲和所述相位补偿分时发射垂直极化脉冲进行积累得到所述回波功率。
7.根据权利要求1所述的分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，其特征在于，所述目标先验极化信息包括：第一通道回波实测数据、第二通道回波实测数据、第三通道回波实测数据和第四通道回波实测数据，其中，
所述第一通道回波实测数据为水平发射且水平接收的回波实测数据；
所述第二通道回波实测数据为水平发射且垂直接收的回波实测数据；
所述第三通道回波实测数据为垂直发射且垂直接收的回波实测数据；
所述第四通道回波实测数据为垂直发射且水平接收的回波实测数据。
8.根据权利要求1所述的分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，其特征在于，所述收发联合极化优化模型X的表达式为：
其中，X表示收发联合极化模型，Pt表示目标回波功率，Pc表示杂波回波功率，Kt表示目标Kennaugh极化散射矩阵，Kc表示各杂波Kennaugh极化散射矩阵的加权平均值，h表示接收天线极化状态Stokes矢量，g表示发射天线极化状态Stokes矢量，T表示转置。
9.根据权利要求1所述的分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法，其特征在于，所述收发联合极化优化模型X的约束条件为：
其中，g(n)表示发射端Stokes矢量的第n个元素，n＝1,2,3,4，h(n)表示接收端Stokes矢量的第n个元素，n＝1,2,3,4。
CN202110057949.5A 2021-01-15 2021-01-15 分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法 Active CN112904280B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110057949.5A CN112904280B (zh) 2021-01-15 2021-01-15 分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110057949.5A CN112904280B (zh) 2021-01-15 2021-01-15 分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112904280A CN112904280A (zh) 2021-06-04
CN112904280B true CN112904280B (zh) 2023-09-29

Family

ID=76113912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110057949.5A Active CN112904280B (zh) 2021-01-15 2021-01-15 分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112904280B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114236464B (zh) * 2022-02-23 2022-05-24 中国人民解放军火箭军工程大学 一种极化敏感阵列自适应极化调整的抗相参干扰方法
CN116930905B (zh) * 2023-09-07 2023-12-19 中国人民解放军海军工程大学 单通道变极化雷达的全极化测量方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057843A (en) * 1990-06-25 1991-10-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method for providing a polarization filter for processing synthetic aperture radar image data
US5982329A (en) * 1998-09-08 1999-11-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Single channel transceiver with polarization diversity
WO2018087365A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 Iee International Electronics & Engineering S.A. Polarimetric radar system and method for classifying objects ahead of a vehicle
CN112114295A (zh) * 2020-07-29 2020-12-22 中国人民解放军海军航空大学 一种全极化雷达目标识别方法及系统
CN112147591A (zh) * 2020-08-27 2020-12-29 清华大学 一种极化雷达海面舰船检测方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057843A (en) * 1990-06-25 1991-10-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method for providing a polarization filter for processing synthetic aperture radar image data
US5982329A (en) * 1998-09-08 1999-11-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Single channel transceiver with polarization diversity
WO2018087365A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 Iee International Electronics & Engineering S.A. Polarimetric radar system and method for classifying objects ahead of a vehicle
CN112114295A (zh) * 2020-07-29 2020-12-22 中国人民解放军海军航空大学 一种全极化雷达目标识别方法及系统
CN112147591A (zh) * 2020-08-27 2020-12-29 清华大学 一种极化雷达海面舰船检测方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种弹载相控阵雷达及其极化滤波方法;宋立众;乔晓林;吴群;;电波科学学报(第06期);全文 *
基于极化合成理论的SAR目标最优极化研究;杨英宝;李艳雯;;武汉大学学报(信息科学版)(第08期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112904280A (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107037410B (zh) 一种对雷达进行干扰的方法、装置及频控阵干扰机
CN104765020B (zh) 有源假目标干扰的极化鉴别方法
CN112904280B (zh) 分时全极化雷达体制下发射接收联合极化优化方法
CN106338723B (zh) 一种基于互质脉冲重复间隔的空时自适应处理方法及装置
CN111142105A (zh) 复杂运动目标isar成像方法
CN105487054B (zh) 提高基于mimo-ofdm雷达stap最差检测性能的稳健波形设计方法
Lv Simulation study of noise convolution jamming countering to SAR
McDonald et al. Coherent radar processing in sea clutter environments, part 1: modelling and partially adaptive STAP performance
Liu et al. An equivalent simulation method for pulse radar measurement in anechoic chamber
Xianrong et al. Adaptive cochannel interference suppression based on subarrays for HFSWR
CN105954729B (zh) 雷达抗距离-速度联合欺骗干扰的自适应迭代滤波方法
Yang et al. Iterative approaches to interference mitigation for automotive radar
CN113376607A (zh) 机载分布式雷达小样本空时自适应处理方法
CN111044996A (zh) 一种基于降维近似消息传递的lfmcw雷达目标检测方法
CN115575921B (zh) 一种基于俯仰向多通道多干扰基压制干扰抑制方法
CN116243251A (zh) 一种基于波形分集与子空间投影的主瓣欺骗干扰抑制方法
Van Khanh et al. A range sidelobe suppression technique based on adaptive spectral shaping for LFM waveforms
Xu et al. Cognitive SAR waveform design method based on joint optimization criteria
CN109655793B (zh) 高频雷达从瞬态干扰中提取回波的方法
Jin et al. Time reversal adaptive waveform in MIMO radar
CN109861770A (zh) 一种基于波束形成输出功率组合的宽带信号检测方法
CN114527444B (zh) 基于空时采样矩阵的机载mimo雷达自适应杂波抑制方法
CN112748404B (zh) 基于双对称结构和赋权优化的空基雷达杂波抑制方法
Azouz A Modified-Matched Filter for Square Length Polyphase Codes for K Sample per Phase Code
CN115902810B (zh) 非均匀环境中分布式无人机载雷达扩展目标检测器与系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant