雷达极化基础理论与关键技术

雷达的目标识别技术摘要：对雷达自动目标识别技术和雷达目标识别过程进行了简要回顾，研究了相控阵雷达系统中多目标跟踪识别的重复检测问题提出了角度相关区算法，分析了实现中的若干问题，通过在相控阵雷达地址系统中进行的地址实验和结果分析表明:采用角度相关区算法对重复检测的回波数据进行处理时将使识别的目标信息更精确从而能更早地形成稳定的航迹达到对目标的准确识别。

一．引言随着科学技术的发展，雷达目标识别技术越来越引起人们的广泛关注，在国防及未来战争中扮演着重要角色。

地面雷达目标识别技术目前主要有-Se方式，分别是一维距离成象技术、极化成象技术和目标振动声音频谱识别技术。

1．一维距离成象技术一维距离成象技术是将合成孔径雷达中的距离成象技术应用于地面雷达。

信号带宽与时间分辨率成反比。

例如一尖脉冲信号经过一窄带滤波器后宽度变宽、时间模糊变大。

其基本原理如图1所示。

2．极化成象技术电磁波是由电场和磁场组成的。

若电场方向是固定的，例如为水平方向或垂直方向，则叫做线性极化电磁波。

线性极化电磁波的反射与目标的形状密切相关。

当目标长尺寸的方向与电场的方向一致时，反射系数增大，反之减小。

根据这一特征，向目标发射不同极化方向的线性极化电磁波，分别接收它们反射(散射)的回波。

通过计算目标散射矩阵便可以识别目标的形状。

该方法对复杂形状的目标识别很困难。

3．目标振动声音频谱识别技术根据多普勒原理，目标的振动、旋转翼旋转将引起发射电磁波的频率移动。

通过解调反射电磁波的频率调制，复现目标振动频谱。

根据目标振动频谱进行目标识别。

传统上我国地面雷达主要通过两个方面进行目标识别：回波宽度和波色图。

点状目标的回波宽度等于入射波宽度。

一定尺寸的目标将展宽回波宽度，其回波宽度变化量正比于目标尺寸。

通过目标回波宽度的变化可估计目标的大小。

目标往往有不同的强反射点，如飞机的机尾、机头、机翼以及机群内各飞机等，往往会在回波上形成不同形状的子峰，如图2所示。

雷达信号处理中的目标识别与特征提取方法雷达信号处理是一种关键的技术，在许多领域中都有广泛的应用。

目标识别与特征提取是雷达信号处理的重要任务之一。

通过分析雷达接收到的信号，我们可以识别出不同的目标，并提取出与目标相关的特征信息。

本文将介绍雷达信号处理中常用的目标识别与特征提取方法。

一、目标识别方法目标识别是指将雷达接收到的信号与已知目标模型进行比对，从而确定目标的类别。

常用的目标识别方法包括以下几种：1. 信号处理与匹配滤波：匹配滤波是一种经典的目标识别方法。

它利用目标的特征信息构建一个滤波器，将雷达接收到的信号与滤波器进行卷积运算，得到目标的匹配度。

通过设置合适的阈值，即可识别目标。

2. 统计判决方法：统计判决方法利用目标的统计特征进行目标识别。

常用的统计判决方法包括贝叶斯判决、最小距离判决等。

这些方法通过建立目标的统计模型，并根据观测到的信号特征进行判决，从而实现目标的识别。

3. 特征匹配方法：特征匹配方法利用目标的特征信息进行目标识别。

常用的特征匹配方法包括相关匹配、相位匹配等。

这些方法通过计算目标特征之间的相似度，从而确定目标的类别。

特征匹配方法具有较高的准确性和鲁棒性，广泛应用于雷达目标识别中。

二、特征提取方法特征提取是指从雷达接收到的信号中提取出与目标相关的特征信息。

目标的特征信息可以包括目标的形状、尺寸、运动状态等。

常用的特征提取方法包括以下几种：1. 波形特征提取：波形特征提取是从雷达接收到的信号波形中提取出目标的特征信息。

常用的波形特征包括峰值、频率、幅度等。

通过分析这些波形特征，可以识别出目标的一些基本特征。

2. 多普勒频谱特征提取：多普勒频谱特征提取是从雷达接收到的信号的多普勒频谱中提取出目标的特征信息。

通过分析多普勒频谱的幅度、频率等特征，可以识别出目标的运动状态。

3. 极化特征提取：极化特征提取是从雷达接收到的信号的极化信息中提取出目标的特征信息。

雷达信号的极化信息包括目标的极化散射矩阵等。

雷达目标识别技术1.引言雷达目标识别（RTR—Radar Target Recognition）是指利用雷达对单个目标或目标群进行探测，对所获取的信息进行分析，从而确定目标的种类、型号等属性的技术。

目前，经过国内外同行的不懈努力，应该说雷达目标识别技术已经在目标特征信号的分析和测量、雷达目标成像与特征抽取、特征空间变换、目标模式分类、目标识别算法的实现技术等众多领域都取得了不同程度的突破，雷达目标识别技术已成功应用于星载或机载合成孔径雷达地面侦察、毫米波雷达精确制导等方面。

但是，雷达目标识别技术还远未形成完整的理论体系，现有的雷达目标识别系统在功能上都存在一定程度的局限性，其主要原因是由于目标类型和雷达体制的多样化以及所处环境的极端复杂性。

本文讨论了目前理论研究和应用比较成功的几类雷达目标识别方法：基于目标运动的回波起伏和调制谱特性的目标识别方法、基于极点分布的目标识别方法、基于高分辨雷达成像的目标识别方法和基于极化特征的目标识别方法，同时讨论了问题的可能解决思路。

2. 雷达目标识别技术的回顾雷达目标识别的研究始于20世纪50年代，早期雷达目标特征信号的研究工作主要是研究目标的有效散射截面积。

但是，对形状不同、性质各异的各类目标，笼统用一个有效散射面积来描述，就显得过于粗糙，也难以实现有效识别。

几十年来，随着电磁散射理论的不断发展以及雷达技术的不断提高，在先进的现代信号处理技术条件下，许多可资识别的雷达目标特征信号相继被发现，从而建立起了相应的目标识别理论和技术。

雷达目标分类与识别已成为现代雷达的重要发展方向，也是未来雷达的基本功能之一。

目标识别的基本原理是利用雷达回波中的幅度、相位、频谱和极化等目标特征信息，通过数学上的各种多维空间变换来估算目标的大小、形状、重量和表面层的物理特性参数，最后根据大量训练样本所确定的鉴别函数，在分类器中进行识别判决。

原则上，任何一个雷达目标识别系统均可模化为图1所示的基本结构。

相控阵天线极化角-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言概述相控阵天线是一种新型的天线技术，它通过控制每个天线单元的相位和幅度，实现波束的形成和方向的调控。

与传统的单个天线相比，相控阵天线具有快速指向、高增益、抗干扰等优势，因此被广泛应用于雷达、通信以及无线电频谱监测等领域。

本文将重点讨论相控阵天线极化角的相关内容。

极化角是指电磁波在传播过程中所具有的方向性和偏振性的角度特征。

相控阵天线的极化角在天线设计和应用中起着重要的作用。

合理的极化角设计可以提高天线的工作性能和系统的整体性能，同时也可以降低干扰和噪声的影响。

在接下来的正文中，我们将首先介绍相控阵天线的基本原理，包括天线单元的构成和工作原理。

然后，我们将详细探讨极化角的概念与意义，以及相控阵天线极化角的影响因素。

通过对这些内容的研究，我们可以更好地理解相控阵天线极化角的特性和影响，为天线设计和应用提供更有针对性的指导。

最后，我们将对相控阵天线极化角的重要性进行总结，并归纳极化角的影响因素。

同时，我们也将展望相控阵天线极化角在未来的发展趋势，以便读者更好地了解该领域的研究进展和应用前景。

希望本文能为相关领域的研究人员提供参考和借鉴，推动相控阵天线技术的发展和应用。

文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将分为引言、正文、结论三个部分来探讨相控阵天线极化角的相关内容。

引言部分首先对相控阵天线的概述进行介绍，解释相控阵天线的基本原理，及其在通信和雷达系统中的重要作用。

其次，定义了文章的目的，明确指出本文将重点讨论相控阵天线的极化角的概念、意义以及影响因素。

正文部分将详细论述相控阵天线极化角的基本原理。

首先，介绍了极化角的定义及其与天线极化状态之间的关系。

然后，讨论了相控阵天线极化角的概念与意义，包括天线的极化多样性、天线的电磁辐射特性等方面的内容。

接着，分析了相控阵天线极化角的影响因素，如工作频率、天线结构设计、天线元件的特性等。

结论部分对本文的研究内容进行了总结。

天气雷达简介一、概述天气雷达是探测大气中气象变化的千里眼、顺风耳。

天气雷达通过间歇性地向空中发射电磁波 (脉冲)，然后接收被气象目标散射回来的电磁波(回波) ，探测400 多千米半径范围内气象目标的空间位置和特性，在灾害性天气，尤其是突发性的中小尺度灾害性天气的监测预警中发挥着重要的作用。

天气雷达主要由天线、馈线、伺服、发射机、接收机、信号处理、产品生成、显示终端等组成。

天线：发射/ 接收电磁波馈线：传导电磁波伺服：天线等的运转发射机：产生电磁波接收机：接收处理电磁波信号处理：处理回波信息产品生成：根据算法，生成应用产品/控制雷达显示终端：显示产品、控制雷达目标距离的测定：由电磁波的传播速度(近似v=c) 和探测脉冲与回波信号之间的时间间隔△ t来确定。

r=c △ t /2 (1.1) 通常，时间间隔以卩s为单位，故上式可写成：r=0.15 △ t(km)或r=150 △ t (m) (1.2)目标方位角和仰角的测定:目标的方位角和仰角的测定是依靠天线的方向性来实现的。

天气雷达的天线具有很强的方向性，它能将探测脉冲的能量集中地向某一方向发射。

同样，它也只能接收沿同一方向来的回波信号。

所以，只有当天线对准目标时，才能接收到目标的回波信号。

根据这一原理，当发现目标时，天线所在的方位角和仰角就是目标相对于雷达的方位角和仰角。

目标特性的测定: 气象目标对雷达电磁波的散射是雷达探测大气的基础。

降水回波：云、降水粒子的散射。

随相态、几何形状不同而异，雷达回波功率是由有效照射体积内所有气象目标产生的。

晴空回波：在大气中的无云区或很小粒子所组成的云区探测到回波。

气象条件两种：一是大气中存在折射指数不均匀的区域，即湍流大气造成了对雷达波的散射；二是分层大气中存在折射指数垂直梯度很大的区域，即大气对雷达波造成了镜式反射。

多普勒速度探测：多普勒雷达发射出的电磁波，遇到运动的目标物后，返回信号产生频率漂移，从而可导出目标物相对于雷达运动的径向速度。

第33卷第3期弹箭与制导学报V01．33 No．3 2013年6月Journal of Projecfiles，Rockets，Missiles and Gu ida nce Jun 2013相控阵-MIMO模式雷达导引头模型及关键技术研究+姜永华，李敬军，翟龙军，但波(海军航空工程学院，山东烟台264001)摘要：分析了相控阵雷达导引头和集中式MIMO雷达两种技术优缺点的基础上，提出了一种基于全数字式相控阵雷达导引头硬件结构且联合运用相控阵雷达技术和集中式MIMO雷达技术的新型雷达导引头。

给出了新型导引头可行的运用模式和结构模型，并对模型中的主要部分进行了分析，总结了新模式导引头的优点，最后对新型导引头实现的关键技术进行了阐述。

关t词：相控阵；集中式MIMO；可行性；结构模型；关键技术中图分类号：TJ765．331 文献标志码：AResearch of Phased-MIMO Radar Seeker Model and Its Key TechnologiesJI A NG Y o ng h ua，L I Jingjun，ZHAI Lon咖n。

DAN B o(Naval Aer o na u t ic a l and Astronantical Un i ve r s i t y，S h an d o n g Yantal 264001。

China)Abstract：Based o n the advantages of phase d arra y radar see k er an d c ol l o c at e d MIM O r a d a r，a n e w type of radar se e k e r b a s e d o n futly dig—ital har dw ar e struct ur e u si ng the t w o kinds of te c hn o lo gi e s isprop os ed．Th e paper anal yz e s the feasibility an d the structural mod el of t he n e w radar seeker，and summarizes its advantages．At last a simple analysis of the key technologies about the n e w radar Se e ke r is given．Key w or d s：p ha s e d a rr ay；co ll oc at ed MI MO；fe as ib il it y；s tr uc tu ra l m od el；ke y technologies快、精度高、探测距离远、探测目标多、抗干扰性和可O引言靠性高等诸多优点。