[發明專利]一種雷達目標極化散射矩陣測量裝置

有效

• 申請號: 201310561445.2
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103645468B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 戴幻堯;張曉芬;孔德培;李金梁;焦斌;喬會東;崔建嶺
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63892部隊
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 國防專利服務中心 11043
• 代理人: 周玉秀;胡永貴

本發明提供了一種雷達目標極化散射矩陣測量裝置，首先采集天線掃描過程中的目標回波序列數據，通過加窗處理，得到一定方位區間的回波數據，然后對該數據進行傅立葉變換，得到該信號的空域頻譜，通過譜估計得到頻譜的頻點和峰值；最后專用矩陣運算數字信號處理器計算頻譜系數矩陣，并進行逆矩陣運算和乘法運算，最后矩陣運算數字信號處理器輸出的結果就是測量的目標極化散射矩陣。本裝置結構設計簡單，計算速度很快，成本較低，易于實現。

技術領域

本發明涉及一種新的雷達目標極化特性測量裝置，尤其是利用天線掃描過程中的極化方向圖變化規律，實現對雷達目標極化散射矩陣測量的裝置。

背景技術

雷達極化信息處理的基礎是極化測量，無論是雷達成像，極化濾波、極化增強，極化抗干擾，還是雷達目標極化特征提取與目標識別，其前提是必須能夠獲得足夠精度的極化信號測量信息。極化散射矩陣是目標特性的重要信息，準確獲得目標的極化特性信息，并有效加以利用，長期以來一直是雷達目標識別，地理遙感等多個領域備受關注的前沿問題。

傳統的觀念認為，雷達只有在兩個相鄰脈沖重復周期內分別利用兩個正交極化天線和極化處理通道“輪流發射，同時接收”才能測得目標極化散射矩陣，或者利用兩個正交極化天線和極化通道同時發射不同頻率的編碼信號，在接收時兩個正交極化天線和極化通道同時接收，然后利用復雜的信號處理將兩路極化信號分開，才能測得目標極化散射矩陣。隨著器件工藝制造水平的發展，全極化雷達能夠實現各種正交極化的快速轉換，但是這樣做帶來的問題就是系統復雜度高，實現成本和代價也相當大。

發明內容

本發明針對現有極化散射矩陣測量裝置復雜，購買代價高昂的缺點，提供一種新的雷達目標極化散射矩陣測量裝置。這種裝置能夠利用天線固有的空域極化特性，通過分析雷達目標回波信號的空域頻譜特性，利用空域譜估計和矩陣運算能夠測量目標極化散射矩陣的四個元素。測量裝置的各個組成部分采用的是商用成品器件，結構設計簡單，計算速度很快，成本較低，易于實現。

本發明一種雷達目標極化散射矩陣測量裝置，雷達接收信號經數據采集卡、數據加窗處理器、1號傅里葉變換數字信號處理器、譜估計運算處理器至矩陣運算數字信號處理器；雷達天線空域極化特性數據庫和2號傅里葉變換數字信號處理器聯接在一起，2號傅里葉變換數字信號處理器的輸出結果送入矩陣運算數字信號處理器，經矩陣運算后得到目標極化散射矩陣；

所述數據采集卡采集雷達天線對空域360度掃描的目標回波信號；

所述數據加窗處理器對采集后的目標回波信號進行加窗截取，窗口寬度大于等于天線波束寬度的2倍；

所述1號傅里葉變換數字信號處理器對加窗截取的目標回波信號進行傅里葉變換，得到目標回波的空域頻譜；

式中代表空域頻率，Δθs＝ωs/fr是雷達對目標的采樣間隔，fr是雷達發射脈沖的重復頻率，ωs是雷達天線的掃描轉速，θ0為觀測窗口寬度，vr(θ)為雷達接收到的回波信號，θ為天線掃描角度；