[發明專利]一種針對雷達電磁信號的極化參數自適應測量裝置

有效

• 申請號: 201410526151.0
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104267383B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 戴幻堯;孔德培;周波;莫翠瓊;劉文釗;陳秋菊;劉勇;朱健東;趙晶;崔建嶺
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63892部隊
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

1.一種針對雷達電磁信號的極化參數自適應測量裝置，其特征是：包括：共口徑的正交雙模喇叭雙極化天線，雙通道信號處理模塊，極化參數自適應測量模塊，所述共口徑的正交雙模喇叭雙極化天線分別通過水平極化分量、垂直極化分量電纜與雙通道信號處理模塊輸入端相連，雙通道信號處理模塊輸出端分別通過水平極化分量、垂直極化分量電纜與極化參數自適應測量模塊相連；

所述雙通道信號處理模塊包括兩套相同電路的水平極化分量通道、垂直極化分量通道，相同的每套電路由低噪聲場放通過第一混頻器與放大器和濾波器、第二混頻器、正交零中頻處理器和AD電路串聯連接組成，其中低噪聲場放輸入端與正交雙模喇叭雙極化天線相連，AD電路輸出端與極化參數自適應測量模塊相連。

2.根據權利要求1所述的一種針對雷達電磁信號的極化參數自適應測量裝置，其特征是：所述極化參數自適應測量模塊包括兩個微波混合電路、采用對數放大的雙通道接收機、零值自適應跟蹤器；每個微波混合電路具有一個定向耦合器和一個180度微波混合器；

第一微波混合電路(200)的第一定向耦合器的第一輸入端口(2001)連接雙通道處理的水平分量信號，第一定向耦合器的第二輸入端口(2002)通過移相器(202)連接雙通道處理的垂直分量信號；

第一微波混合電路(200)的第一定向耦合器輸出端(204)的矢量和信號或和信號通過移相器(208)與第二微波混合電路(210)的第二定向耦合器的第二輸入端口連接；

第一微波混合電路(200)的第一定向耦合器輸出端(206)的矢量差信號或差信號與第二微波混合電路(210)的第二定向耦合器的第一輸入端口連接；

第二微波混合電路(210)的第二定向耦合器輸出端(212)的矢量差信號、第二定向耦合器輸出端(214)的矢量和信號通過采用對數放大的雙通道接收機(216)與零值自適應跟蹤器(218)相連；零值自適應跟蹤器輸出端的極化加權變換參數信號φ與移相器(202)相連，零值自適應跟蹤器輸出端的極化加權變換參數信號γ與移相器(208)相連。

3.一種如權利要求1所述針對雷達電磁信號的極化參數自適應測量裝置的測量方法，其特征是：是雙極化天線接收到雷達電磁信號，并提供一個電信號E_h以及另一個電信號E_v，該電信號E_h表示饋入到天線上電磁波信號電場的水平極化分量，電信號E_v表示饋入到天線上電磁波信號電場的垂直極化分量；此水平極化分量和垂直極化分量信號在雙通道信號處理模塊中分別經過低噪聲場放、混頻器、放大器和濾波器、混頻器、正交零中頻處理器和AD電路的處理，然后饋入極化參數自適應測量模塊；

該極化參數自適應測量模塊中預先儲存了多種極化加權變換的參數組(γ,φ)，先對水平分量信號和垂直分量信號進行兩次180度的相位加權，求解出正交極化分量的矢量和信號、矢量差信號，然后，計算矢量差信號與矢量和信號的比值，稱為“差和系數”，按照極化加權變換的參數組對接收的兩路信號進行反饋式的幅相加權，使得“差和系數”滿足零值條件；此時，極化變化參數和雷達極化參數匹配，極化加權變換參數即為雷達極化參數；

所述對雷達電磁信號的極化參數自適應測量的流程，其具體步驟如下：

第一步，雙極化天線接收到雷達電磁信號；

取沿電磁波傳播方向的電場矢量表示為該矢量垂直于電磁波信號的傳播矢量，而任何一個矢量在XY平面都能進行極化正交分解，其中分解在x方向的電場矢量稱為h極化分量，即水平極化分量，分解在y方向的電場矢量稱為v極化分量，即垂直極化分量，兩個分量分別記為E_h和E_v；通常以水平和垂直線極化為基來表示某電場矢量為的電磁波的極化狀態，采用Jones矢量表達形式

其中，tanγ＝|E_v|/|E_h|，α為E_v超前E_h的相位；

電場矢量為的電磁波的極化狀態，也能表示為極化幅度比ρ_HV和相位差的形式，即

第二步，對電磁波信號進行雙通道處理；

在雙通道信號處理模塊中，當天線接收到雷達電磁信號通過第一步正交雙極化天線分解成水平和垂直極化分量后，將兩個分量信號進行雙通道處理；

第三步，和差矢量信號自適應處理；

在極化參數自適應測量模塊中，包括兩個微波混合電路(200)和(210)，一個采用對數放大雙通道接收機，以及一個零值自適應跟蹤器；每個微波混合電路具有一個定向耦合器和一個180度微波混合器；該步驟主要是對經過雙通道處理的兩個極化分量信號進行和-差自適應處理，分別獲得兩個極化分量的矢量和信號與矢量差信號，通過對數放大雙通道接收機計算矢量差信號與矢量和信號的比值，這里稱為“差和系數”，零值自適應跟蹤器中預先儲存了多組極化加權變換的參數組(γ,φ)，分別反饋給兩個微波混合電路的輸入端，通過二維搜索或遍歷計算的數學方法，令差和系數達到最小值，最終獲得雷達信號的極化參數；

第四步，達到自適應零值條件，完成測量過程；

經過第三步雙極化信號和-差處理，并通過自適應零值跟蹤使水平極化分量和垂直極化分量和差信號的比值達到零值條件，就完成了雷達信號極化參數的瞬時測量過程。