卫星通信天线极化校准技术

移动载体上的卫星通信天线由于载体姿态变化、雨衰、多径效应等环境因素引起的极化失配通常会导致通信质量差,严重时甚至无法通信等问题。针对该问题,文中通过对极化域的分析与研究,提出了一种电调极化技术,实现了天线的极化校准。该技术通过控制一对正交线极化波的幅度、相位,可实时进行极化调整,使接收天线的极化状态与发射天线的极化状态相匹配,从而能够最大限度地接收发射电磁波的功率,保证通信质量。经测试,采用该技术校准之后的Ku频段0.6 m动中通天线的交叉极化隔离度可达30 d B以上,可满足卫星通信要求。     

基于天线空域极化特性的虚拟极化接收技术

提出了一种基于天线空域极化特性的雷达虚拟极化接收方法,可使现有的单极化雷达具有一定的变极化能力.结合偏馈抛物面天线空域极化特性的计算结果,给出了修正的雷达观测方程,提出了虚拟极化接收的方法,对雷达虚拟极化接收的性能进行了分析,指出了等效噪声电平是接收极化的函数,并给出了具体的表达式,最后基于雷达虚拟极化接收提出了PIN最小化极化滤波方法,使干扰加噪声的能量最小,仿真结果表明:虚拟极化接收技术在INR较大时具有较好的抗干扰效果.     

极化阵列雷达单脉冲测角方法研究

极化阵列雷达兼具阵列雷达的优势和极化信息处理能力,是当前先进体制雷达研究的热点。研究了极化阵列雷达单脉冲测角的问题。在明确雷达采用的天线结构的基础上,建立了极化阵列雷达接收信号模型,提出了基于极化并联的单脉冲测角方法,分析了该方法测角性能,给出了测角性能与SNR及回波极化角的关系。通过仿真验证了方法的有效性,研究表明:极化阵列雷达单脉冲测角性能优于任意单(同)极化阵列雷达,且测角性能与回波极化状态无关。     

极化域空域联合匹配波束形成技术研究

针对普通相控阵雷达可能因存在天线极化失配而导致对接收信号的损失问题,提出采用极化阵列天线体制的办法。研究了完全极化情况下极化阵列雷达的波束形成技术。提出了极化域-空域联合匹配滤波方法,推导了极化阵列波束形成的具体解析表达式,并与普通相控阵雷达进行比较,得到了极化阵列雷达具备更强的稳健性:极化阵列雷达不仅能控制波束的指向,而且,还能调整极化与接收信号在极化域空域上联合匹配,增强目标信号,提高信噪比。例分析和仿真结果验证了理论模型正确性。     

天线空域极化特性的表征及分析

在充分诠释天线的空域极化,尤其是空域瞬态极化概念的基础上,建立了天线空域极化特性的表征框架,给出了天线空域的经典极化描述子和瞬态极化描述子.分析了理论正交偶极子天线和实际干扰机天线的空域极化特性;讨论由于天线在空域的极化变化及极化不纯对雷达接收极化损耗的影响,并进行了相应的计算机仿真.结果表明:天线的极化特性在不同空间辐射方向是按一定规律变化的;而且这种变化特性影响着雷达接收损耗、抗干扰性能等各个方面.     

一般极化散射矩阵最佳解的简单求解法

讨论了在目标信号和杂波的琼斯极化散射矩阵不一定对称情况下求解天线最佳发射和接收极化状态以使回波信杂比达到最大的问题,提出了一种简单易行的算法,给出了详细的推导过程和相应的仿真数据,结果验证了算法的有效性,并表明了对于天线的最佳发射和接收问题,琼斯极化散射矩阵无须对称。     

典型抛面天线的空域极化特性及散射矩阵测量方法

单极化雷达天线的极化特性在空域中并非一成不变,而是按一定规律变化的.本文研究了抛面反射天线的空域极化特性,通过数值计算验证了天线极化状态在不同空域指向上分布的规律.并以此为基础,讨论了立足于现有的单极化雷达,仅需一个极化通道对天线接收到雷达回波电压进行处理,完成雷达目标极化散射矩阵估计的方法.该法将可以大幅度的降低生产成本和设备复杂度,具有一定的理论参考价值和应用前景.     

雷达目标极化散射矩阵测量的新方法研究

立足现有的单极化雷达,通过充分利用天线极化在空间并非一成不变而是空域指向的函数这一固有属性(简称"天线的空域极化特性"),提出了一种目标极化散射矩阵(PSM)测量的新方法.该方法无需两个极化通道,仅通过利用天线的空域极化特性以及对雷达接收回波进行处理,完成目标的PSM测量.首先分析了均匀矩形口径天线的空域极化特性;在此基础上,通过对天线扫描过程中多个接收回波的空域处理,导出了雷达目标PSM的估计方法,并详细分析了其估计性能;最后进行了计算机仿真,实验结果验证了算法的有效性.     

基于辅助天线的目标极化散射矩阵估算方法

探讨了利用雷达主天线变极化特性和辅助天线结合测量目标极化散射矩阵的可行性。首先给出了雷达主天线不同变极化方式下的接收信号模型和辅助天线的接收信号模型，其次根据主天线变极化方式的不同，提出了两种估计雷达目标极化散射矩阵的方法，并简要分析了其估计的精度。最后，结合暗室测量数据仿真分析了雷达目标极化散射矩阵估计的精度，验证了本估计算法的有效性。     

基于极化二元阵雷达的空域虚拟极化滤波算法

极化滤波利用干扰信号和目标信号的极化状态差异,可有效抑制有源压制干扰,然而,现有极化雷达需要两路发射通道和接收通道,存在系统复杂、实现代价高等诸多困难。该文提出了一种新体制极化雷达模型极化二元阵雷达,该系统仅需一路发射通道和接收通道即可实现极化测量。基于极化二元阵天线的空域极化特性,建立了有源压制干扰、目标回波的接收信号模型,研究了抑制有源压制干扰的空域虚拟极化滤波算法,仿真实验结果表明:对于窄带噪声调频干扰,信干比(SIR)改善因子能达到20 dB以上。     

极化调制假目标干扰的鉴别

采用数字射频存储器(DRFM)技术的转发式假目标干扰对雷达构成了日益严重的威胁,利用极化信息对真、假目标进行鉴别进而剔除假目标,是对抗假目标干扰的一种有效途径.目前的极化鉴别方法只对脉内极化恒定的假目标干扰有效,为此,本文专门研究了真实目标和脉内极化调制假目标的鉴别方法.首先设计了一种对来波极化矢量进行张量积接收的处理方式,目标回波矢量经此处理后,汇聚于四维复空间中一点,而假目标干扰则无规律地散布在该空间中,利用这种差异,以矩阵间的散度作为鉴别统计量设计了鉴别算法.仿真实验结果及分析结论表明,本文方法对真实目标和脉内极化调制假目标均具有较高的鉴别率.     

天线极化特性的近场测量技术

针对天线极化特性如何在近场测量系统进行测试的问题,文中从实际工程应用出发,结合电磁场理论,基于椭圆极化波的分解理论,提出了利用线极化探头测量椭圆极化天线特性参数的方法。通过线极化探头进行两次正交的测量即可得到圆极化天线的方向图、轴比、倾角、增益等特性信息,也得到了线极化天线的交叉极化特性。     

极化信息在雷达目标检测中的得益分析

极化是电磁波的基本属性之一,目标在反射电磁波的同时会改变电磁波的极化状态,其变极化效应蕴含了目标的特征信息,充分利用极化信息可以有效提高雷达系统的反杂波、反隐身、目标识别和抗干扰性能。文中针对雷达单极化、双极化和全极化测量体制,从目标的散射结构出发分析了极化信息对雷达目标检测信噪比的改善程度,为雷达极化方式和极化测量体制的选择、极化检测算法的优化设计等应用提供了有益参考和理论指导。     

天线特性测量中极化基失配的影响及校准

对一部待测、待评估的天线,其交叉极化特性实际上是依赖于极化基的,极化基匹配或失配情况下,得到的交叉极化性能评估结果也不一样.文中首先建立了天线极化特性测最模型,推导了交叉极化测量校准约束模型,给出了该约束下的最佳收发极化基.并针对实际的雷达天线进行了外场测量实验,实测处理结果验证了上述结论.利用约束模型可对实测的极化方向图实现有效的校准.     

电磁波极化理论的实验教学研究

电磁波的极化是电磁理论中的一个重要概念,在通信、导航和雷达等方面已逐渐得到应用。无论是线极化波,圆极化波,椭圆极化波,都可由两个同频率的其场矢量相互正交的线极化波组合而成。本文结合实验教学分别研究波的极化——线极化波、圆极化波和椭圆极化波的特性,以使学生易于理解和掌握好极化概念。     

一种结合遗传算法和HFSS 的天线仿真与优化方法

电磁仿真技术在现代天线设计中发挥着重要作用。讨论了一种结合遗传算法和全波电磁仿真软件HFSS 的天线优化设计方法。采用遗传算法进行天线设计,能够直接设计一种新结构天线,并易于对天线的结构进行调整。在介绍了遗传算法基本原理的基础上,阐述了遗传算法在天线仿真和优化设计中的具体应用问题。通过VBS脚本将遗传算法与Ansoft HFSS 连接起来,对一种电磁耦合馈电的双极化毫米波微带天线进行了优化设计,展宽了该天线的阻抗带宽,天线指标满足设计要求,表明了采用遗传算法进行天线仿真的可行性。     

电磁波极化实验的改进

电磁波极化在通信、导航和雷达等方面有着重要应用,同时电磁波极化实验能帮助学生理解电磁波的极化。基于此,在现有电磁渡极化实验设备的基础上,我们可用万用表替代直流微安表,有效地观察到电磁波的圆极化和椭圆极化现象。本文利用Matlab语言实现了测量数据的可视化。     

雷达目标极化散射特性的表征方法

归纳了现有雷达目标极化散射特性的表征方法,回顾了雷达目标极化散射经典表征的物理概念及内涵。阐述和深化了在时变极化波激励下雷达目标的瞬态极化表征方法,提出了瞬态极化相似系数和瞬态极化相似度等概念。简要介绍了雷达目标的瞬态极化时频分布表征思路。试图理清这些刻画手段的研究思路,为适应不同的应用需求提供理论支持。     

用于交通监测的机动车轮毂散射特性

提出了一种利用机动车轮毂正交极化散射实现交通流量监测方案,研究分析了机动车轮毂极化电磁散射特性,得出了优化参数。通过建立汽车和轮毂模型,仿真得到主模谐振频率为255 MHz,比较了入射波激励为线极化平面波时,汽车和轮毂主极化、正交极化雷达散射截面(RCS)的大小,并得到了单个轮毂正交极化雷达散射截面达到最大值时的入射角。仿真比较了入射波极化角度改变时,RCS 的空间分布特点。分析表明:轮毂目标VH 极化散射最显著;将雷达天线放置于与机动车轮毂中心相对地面同等高度处,可有效减小机动车框架对轮毂散射场的影响,研究结果对于构建经济有效的机动车交通管制系统具有实际意义。     

双线极化天线极化误差分析

天线的极化纯度是雷达或通信系统中非常重要的技术指标。在实际工程中,双线极化天线的非理想正交,导致天线具有较低的交叉极化水平,从而使得系统性能较差。针对该问题,对双线极化天线的极化误差进行分析,通过理论推导,给出空间合成电磁波的极化角与双线极化天线两正交通道的移相值、相位误差之间的量化关系。最后通过实验验证,证明了该极化误差分析的正确性。