[發(fā)明專利]一種針對(duì)雷達(dá)電磁信號(hào)的極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410526151.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104267383B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍63892部隊(duì)
• 主分類號(hào): G01S7/40
• 分類號(hào): G01S7/40
• 代理公司: 洛陽(yáng)市凱旋專利事務(wù)所 41112
• 代理人: 陸君

1.一種針對(duì)雷達(dá)電磁信號(hào)的極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)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(hào)處理模塊，極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)量模塊，所述共口徑的正交雙模喇叭雙極化天線分別通過(guò)水平極化分量、垂直極化分量電纜與雙通道信號(hào)處理模塊輸入端相連，雙通道信號(hào)處理模塊輸出端分別通過(guò)水平極化分量、垂直極化分量電纜與極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)量模塊相連；

所述雙通道信號(hào)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(chǎng)放通過(guò)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(lián)連接組成，其中低噪聲場(chǎng)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(shù)自適應(yīng)測(cè)量模塊相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)雷達(dá)電磁信號(hào)的極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)量裝置，其特征是：所述極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)量模塊包括兩個(gè)微波混合電路、采用對(duì)數(shù)放大的雙通道接收機(jī)、零值自適應(yīng)跟蹤器；每個(gè)微波混合電路具有一個(gè)定向耦合器和一個(gè)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(hào)，第一定向耦合器的第二輸入端口(2002)通過(guò)移相器(202)連接雙通道處理的垂直分量信號(hào)；

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(hào)或和信號(hào)通過(guò)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(hào)或差信號(hào)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(hào)、第二定向耦合器輸出端(214)的矢量和信號(hào)通過(guò)采用對(duì)數(shù)放大的雙通道接收機(jī)(216)與零值自適應(yīng)跟蹤器(218)相連；零值自適應(yīng)跟蹤器輸出端的極化加權(quán)變換參數(shù)信號(hào)φ與移相器(202)相連，零值自適應(yīng)跟蹤器輸出端的極化加權(quán)變換參數(shù)信號(hào)γ與移相器(208)相連。

3.一種如權(quán)利要求1所述針對(duì)雷達(dá)電磁信號(hào)的極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特征是：是雙極化天線接收到雷達(dá)電磁信號(hào)，并提供一個(gè)電信號(hào)E_h以及另一個(gè)電信號(hào)E_v，該電信號(hào)E_h表示饋入到天線上電磁波信號(hào)電場(chǎng)的水平極化分量，電信號(hào)E_v表示饋入到天線上電磁波信號(hào)電場(chǎng)的垂直極化分量；此水平極化分量和垂直極化分量信號(hào)在雙通道信號(hào)處理模塊中分別經(jīng)過(guò)低噪聲場(chǎng)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(shù)自適應(yīng)測(cè)量模塊；

該極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)量模塊中預(yù)先儲(chǔ)存了多種極化加權(quán)變換的參數(shù)組(γ,φ)，先對(duì)水平分量信號(hào)和垂直分量信號(hào)進(jìn)行兩次180度的相位加權(quán)，求解出正交極化分量的矢量和信號(hào)、矢量差信號(hào)，然后，計(jì)算矢量差信號(hào)與矢量和信號(hào)的比值，稱為“差和系數(shù)”，按照極化加權(quán)變換的參數(shù)組對(duì)接收的兩路信號(hào)進(jìn)行反饋式的幅相加權(quán)，使得“差和系數(shù)”滿足零值條件；此時(shí)，極化變化參數(shù)和雷達(dá)極化參數(shù)匹配，極化加權(quán)變換參數(shù)即為雷達(dá)極化參數(shù)；

所述對(duì)雷達(dá)電磁信號(hào)的極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)量的流程，其具體步驟如下：

第一步，雙極化天線接收到雷達(dá)電磁信號(hào)；

取沿電磁波傳播方向的電場(chǎng)矢量表示為該矢量垂直于電磁波信號(hào)的傳播矢量，而任何一個(gè)矢量在XY平面都能進(jìn)行極化正交分解，其中分解在x方向的電場(chǎng)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(chǎng)矢量稱為v極化分量，即垂直極化分量，兩個(gè)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(lái)表示某電場(chǎng)矢量為的電磁波的極化狀態(tài)，采用Jones矢量表達(dá)形式

其中，tanγ＝|E_v|/|E_h|，α為E_v超前E_h的相位；

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

第二步，對(duì)電磁波信號(hào)進(jìn)行雙通道處理；

在雙通道信號(hào)處理模塊中，當(dāng)天線接收到雷達(dá)電磁信號(hào)通過(guò)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(gè)分量信號(hào)進(jìn)行雙通道處理；

第三步，和差矢量信號(hào)自適應(yīng)處理；

在極化參數(shù)自適應(yīng)測(cè)量模塊中，包括兩個(gè)微波混合電路(200)和(210)，一個(gè)采用對(duì)數(shù)放大雙通道接收機(jī)，以及一個(gè)零值自適應(yīng)跟蹤器；每個(gè)微波混合電路具有一個(gè)定向耦合器和一個(gè)180度微波混合器；該步驟主要是對(duì)經(jīng)過(guò)雙通道處理的兩個(gè)極化分量信號(hào)進(jìn)行和-差自適應(yīng)處理，分別獲得兩個(gè)極化分量的矢量和信號(hào)與矢量差信號(hào)，通過(guò)對(duì)數(shù)放大雙通道接收機(jī)計(jì)算矢量差信號(hào)與矢量和信號(hào)的比值，這里稱為“差和系數(shù)”，零值自適應(yīng)跟蹤器中預(yù)先儲(chǔ)存了多組極化加權(quán)變換的參數(shù)組(γ,φ)，分別反饋給兩個(gè)微波混合電路的輸入端，通過(guò)二維搜索或遍歷計(jì)算的數(shù)學(xué)方法，令差和系數(shù)達(dá)到最小值，最終獲得雷達(dá)信號(hào)的極化參數(shù)；

第四步，達(dá)到自適應(yīng)零值條件，完成測(cè)量過(guò)程；

經(jīng)過(guò)第三步雙極化信號(hào)和-差處理，并通過(guò)自適應(yīng)零值跟蹤使水平極化分量和垂直極化分量和差信號(hào)的比值達(dá)到零值條件，就完成了雷達(dá)信號(hào)極化參數(shù)的瞬時(shí)測(cè)量過(guò)程。