雷達(dá)極化抗干擾技術(shù)

前言

　　隨著現(xiàn)代電子戰(zhàn)的迅猛發(fā)展以及戰(zhàn)場電磁環(huán)境的日趨復(fù)雜和惡劣，最大限度地挖掘和利用雷達(dá)傳感系統(tǒng)所獲得的電磁信息，提高雷達(dá)抗干擾能力和生存能力，進(jìn)而適應(yīng)復(fù)雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境，已經(jīng)成為雷達(dá)信息處理技術(shù)領(lǐng)域所面臨的基礎(chǔ)課題和緊迫任務(wù)。　　極化反映了電磁波的矢量特性，雷達(dá)對電磁波極化信息的提取和利用，可以有效地提高其抗干擾、目標(biāo)檢測和目標(biāo)識(shí)別的能力。隨著人們對極化信息認(rèn)識(shí)、開發(fā)和利用的不斷深入，雷達(dá)極化問題的研究引起了美、俄、英、法、意、日等發(fā)達(dá)國家相關(guān)專家的高度關(guān)注和濃厚的研究興趣，積累了一批基礎(chǔ)性研究成果并逐漸邁入實(shí)用階段，在電磁波極化表征、極化SAR成像、增強(qiáng)目標(biāo)檢測和識(shí)別能力等方面取得了一批極富學(xué)術(shù)價(jià)值的研究成果，已廣泛應(yīng)用于機(jī)載／星載合成孔徑雷達(dá)、地基防御雷達(dá)以及氣象雷達(dá)等多種體制雷達(dá)系統(tǒng)中。但是，極化信息在雷達(dá)抗干擾領(lǐng)域的應(yīng)用則發(fā)展緩慢，目前仍然是采用一些簡單的極化抗干擾方法，如采用極化捷變來實(shí)現(xiàn)抗干擾等，對極化信息的挖掘和利用相對不夠充分，難以應(yīng)對越來越智能化、靈巧化的先進(jìn)雷達(dá)干擾?！　∽髡呓陙斫Y(jié)合國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和青年基金項(xiàng)目以及“十一五”國防預(yù)研等項(xiàng)目的工作，在雷達(dá)極化測量、壓制干擾極化抑制、欺騙干擾的極化識(shí)別和抑制等方面取得了一批富有學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用的研究成果，以此為主要基礎(chǔ)，撰寫了本書，對雷達(dá)極化抗干擾技術(shù)進(jìn)行了深入探討，供相關(guān)領(lǐng)域科技工作者閱讀參考。

內(nèi)容概要

本書是雷達(dá)極化抗干擾技術(shù)的一本專著，是作者多年來研究成果和工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。本書系統(tǒng)地論述了雷達(dá)極化抗干擾的基本原理和方法，并介紹了這一研究領(lǐng)域的最新研究工作與成果。    本書以介紹雷達(dá)極化抗干擾的基本原理和方法為主線，著重介紹了雷達(dá)極化測量、壓制干擾極化抑制、欺騙干擾的極化鑒別等相關(guān)方面的最新研究進(jìn)展。本書共分6章：第1章簡要?dú)w納、評述了雷達(dá)干擾與抗干擾的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，論述了雷達(dá)極化抗干擾的相關(guān)理論、應(yīng)用成果以及亟需解決的前沿問題；第2章介紹了雷達(dá)極化學(xué)的基礎(chǔ)理論，從物理層面揭示了雷達(dá)目標(biāo)信號、干擾信號的極化本質(zhì)特征；第3章介紹了雷達(dá)極化測量方法；第4章著重討論了極化抗噪聲壓制干擾的相關(guān)問題：第5章介紹了利用極化信息鑒別有源假目標(biāo)的研究成果；第6章討論了極化抗有源角度欺騙干擾的相關(guān)問題。    本書內(nèi)容以戰(zhàn)場電磁環(huán)境為背景，充分考慮了工程應(yīng)用中涉及的重要影響因素，其方法和結(jié)論對于雷達(dá)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高雷達(dá)抗干擾和目標(biāo)識(shí)別能力等科學(xué)研究和工程應(yīng)用具有指導(dǎo)意義，可供從事雷達(dá)電子戰(zhàn)領(lǐng)域的科研人員閱讀，也可作為相關(guān)學(xué)科研究生的教材和學(xué)習(xí)參考書。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  引言  1.2  雷達(dá)對抗技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀    1.2.1  雷達(dá)干擾技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀    1.2.2  雷達(dá)抗干擾技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀  1.3  雷達(dá)極化抗干擾技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀    1.3.1  雷達(dá)極化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢    1.3.2  雷達(dá)極化測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢    1.3.3  極化抗壓制干擾的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢    1.3.4  極化抗欺騙干擾的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢第2章  雷達(dá)極化基礎(chǔ)理論  2.1  引言  2.2  電磁波的極化及其表征    2.2.1  完全極化電磁波及其表征    2.2.2  部分極化電磁波及其表征    2.2.3  瞬態(tài)極化電磁波及其表征    2.2.4  隨機(jī)極化電磁波及其表征    2.2.5  電磁波極化表征方法的相互關(guān)系  2.3  天線的極化特性及其表征    2.3.1  天線極化特性的表征    2.3.2  基于測量數(shù)據(jù)的雷達(dá)天線極化特性分析  2.4  雷達(dá)目標(biāo)的極化特性及其表征    2.4.1  經(jīng)典表征方法    2.4.2  瞬態(tài)極化表征方法    2.4.3  典型雷達(dá)目標(biāo)的極化特性分析  2.5  小結(jié)第3章  雷達(dá)極化測量方法  3.1  引言  3.2  分時(shí)極化體制測量方法  3.3  同時(shí)極化體制測量方法    3.3.1  同時(shí)極化體制測量原理    3.3.2  復(fù)合編碼同時(shí)極化體制測量方法  3.4  基于輔助天線的雷達(dá)目標(biāo)極化散射矩陣的估計(jì)方法    3.4.1  主輔天線的接收信號模型    3.4.2  極化散射矩陣的估計(jì)算法    3.4.3  基于暗室測量數(shù)據(jù)的仿真分析  3.5  小結(jié)第4章  噪聲壓制式干擾的極化抑制  4.1  引言  4.2  單極化雷達(dá)抗噪聲壓制干擾    4.2.1  噪聲壓制式干擾的分類與特點(diǎn)    4.2.2  單極化干擾的極化損耗    4.2.3  隨機(jī)極化干擾的極化損耗    4.2.4  典型場景極化損耗的建模仿真與結(jié)果分析  4.3  全極化雷達(dá)抗噪聲壓制干擾    4.3.1  極化狀態(tài)參數(shù)的估計(jì)    4.3.2  典型極化濾波器    4.3.3  自適應(yīng)極化迭代濾波及其性能分析    4.3.4  干擾背景下的目標(biāo)極化增強(qiáng)    4.3.5  基于輔助天線的自衛(wèi)壓制干擾的極化對消方法  4.4  極化對抗性能的評估指標(biāo)和評估方法    4.4.1  壓制干擾的典型評估指標(biāo)    4.4.2  極化對抗性能的評估指標(biāo)    4.4.3  壓制式干擾效果的評估方法  4.5  小結(jié)第5章  欺騙式假目標(biāo)干擾的極化鑒別  5.1  引言  5.2  有源多假目標(biāo)的極化鑒別    5.2.1  有源欺騙式干擾的分類與特點(diǎn)    5.2.2  極化雷達(dá)的接收信號模型    5.2.3  有源假目標(biāo)極化識(shí)別方案的設(shè)計(jì)    5.2.4  真假目標(biāo)極化識(shí)別的性能分析  5.3  轉(zhuǎn)發(fā)式假目標(biāo)干擾的極化鑒別    5.3.1  固定極化假目標(biāo)的鑒別    5.3.2  極化調(diào)制假目標(biāo)的鑒別  5.4  拖引欺騙干擾的極化鑒別    5.4.1  雷達(dá)距離拖引欺騙干擾的原理    5.4.2  距離拖引干擾的極化識(shí)別與抑制    5.4.3  計(jì)算機(jī)仿真與結(jié)果分析  5.5  基于輔助天線的有源假目標(biāo)的極化鑒別    5.5.1  主輔天線的接收信號模型    5.5.2  有源假目標(biāo)欺騙干擾的極化鑒別    5.5.3  極化鑒別的性能分析  5.6  有源假目標(biāo)干擾效果的評估指標(biāo)和方法    5.6.1  有源假目標(biāo)干擾效果的影響因素    5.6.2  有源假目標(biāo)干擾效果的評估指標(biāo)體系    5.6.3  有源假目標(biāo)干擾效果的評估方法  5.7  小結(jié)第6章  角度欺騙干擾的極化抑制  6.1  引言  6.2  交叉極化角度欺騙干擾的極化識(shí)別與抑制    6.2.1  交叉極化角度欺騙干擾的建模    6.2.2  極化雷達(dá)的角度測量算法    6.2.3  交叉極化角度欺騙干擾的識(shí)別與抑制  6.3  低空鏡像角閃爍“干擾”的極化抑制    6.3.1  擴(kuò)展目標(biāo)的角閃爍及其抑制    6.3.2  低空遠(yuǎn)距離區(qū)角閃爍模型    6.3.3  目標(biāo)、鏡像回波參數(shù)    6.3.4  兩點(diǎn)源角閃爍極化抑制原理    6.3.5  極化分集的設(shè)計(jì)    6.3.6  仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析  6.4  小結(jié)附錄1附錄2附錄3參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　在氣象雷達(dá)領(lǐng)域，采用功分器和移相器實(shí)現(xiàn)正交極化同時(shí)發(fā)射、同時(shí)接收的新型氣象雷達(dá)在近年來成為發(fā)展熱點(diǎn)，這種同時(shí)發(fā)射方式首先由Sachidananda和Zmic于1985年提出，在當(dāng)時(shí)的主要目的是提高掃描速度，而實(shí)際上，這種方式相對于以往極化氣象雷達(dá)所采用的分時(shí)體制還具有其他優(yōu)點(diǎn)，如省去了價(jià)格較貴的鐵氧體大功率開關(guān)，減少了測量脈沖之間的去相關(guān)性，消除了多普勒頻率對相位測量的影響等。目前，美國Ohio州理工大學(xué)CSU-CHILL氣象雷達(dá)、3cmNewMexicoTech（NMT）氣象雷達(dá)均已修改或設(shè)計(jì)成水平、垂直極化同時(shí)發(fā)射方式?！　∪欢?，這種正交極化同時(shí)發(fā)射的方式并不能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對兩入射正交極化去極化效應(yīng)的分離，因而測不到目標(biāo)的極化散射矩陣。為此，Giuli等人于1990年提出了同時(shí)極化測量體制的概念，同時(shí)極化體制只發(fā)射一個(gè)脈沖，該脈沖由兩個(gè)（或多個(gè)）編碼波形相干疊加得到，每個(gè)波形對應(yīng)一種發(fā)射極化。這些編碼波形之間相互正交，因此在接收處理中，利用“碼分多址”的方法可以分離出不同發(fā)射極化對應(yīng)的回波，經(jīng)進(jìn)一步處理后就可以獲取完整的目標(biāo)極化信息，即獲得目標(biāo)的極化散射矩陣?！　iuli提出的這種同時(shí)極化測量體制在測量目標(biāo)散射矩陣時(shí)，采用了兩組m序列分別對應(yīng)兩正交發(fā)射極化，由于兩發(fā)射極化的回波受到的多普勒調(diào)制完全相同，因而列元素之間不存在相位差，也由于在一個(gè)脈沖時(shí)間內(nèi)即完成了測量，減少了目標(biāo)去相關(guān)效應(yīng)的影響。　　然而，隨著極化信號處理理論的發(fā)展，特別是極化抗干擾技術(shù)的需要，發(fā)射極化捷變的數(shù)目要求更大，且要求極化測量能夠解決多目標(biāo)相互影響等問題，面對這些新情況，傳統(tǒng)的同時(shí)極化測量體制已不能夠滿足要求，表現(xiàn)在：　?。?）編碼序列之間不能完全正交，各編碼通道之間存在著一定的耦合，各發(fā)射極化回波的測量之間也就存在一定的耦合。

編輯推薦

　　作者近年來結(jié)合國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和青年基金項(xiàng)目以及“十一五”國防預(yù)研等項(xiàng)目的工作，在雷達(dá)極化測量、壓制干擾極化抑制、欺騙干擾的極化識(shí)別和抑制等方面取得了一批富有學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用的研究成果，以此為主要基礎(chǔ)，撰寫了《雷達(dá)極化抗干擾技術(shù)》，對雷達(dá)極化抗干擾技術(shù)進(jìn)行了深入探討，供相關(guān)領(lǐng)域科技工作者閱讀參考?！独走_(dá)極化抗干擾技術(shù)》系統(tǒng)地論述了雷達(dá)極化抗干擾的基本原理和方法，并介紹了這一研究領(lǐng)域的最新研究工作與成果。

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