[发明专利]一种基于旋转极化的同时极化测量方法

说明书

本发明涉及雷达极化信息处理技术领域，具体涉及一种基于旋转极化的同时极化测量方法。步骤1，发射正交极化双通道步进线性调频信号，并获取回波信号；步骤2，对回波信号进行混频和匹配滤波处理，得到四路输出信号；步骤3，处理四路匹配滤波输出信号，得到目标的极化散射矩阵信息，实现同时极化测量。在“瞬态极化”的基础上建立“旋转极化”的概念，并设计了一种双通道正交极化SLFM信号。可以实现瞬态极化测量，丰富了已有的极化测量信号形式。减少了极化测量过程中各通道之间的相互干扰并提高了测量结果的准确度，取得不错的极化测量效果。

技术领域

本发明涉及雷达极化信息处理技术领域，具体涉及一种基于旋转极化的同时极化测量方法。

背景技术

极化是电磁波的本质属性，描述了电磁波的矢量特征。目标受到雷达电磁波照射时会出现“变极化效应”，即散射波的极化状态相对于入射波会发生改变。这种效应蕴含着与目标姿态、结构、材质等物理属性密切相关的丰富信息，为雷达目标检测与识别提供了重要支撑。针对传统极化的时谐性假设，王雪松教授提出了“瞬态极化”的概念来解决宽带极化信号的处理难题，其核心是极化信号的时频表征；并重点研究了瞬态极化雷达同时极化测量方法，研究核心为正交波形的设计。目前关于雷达极化信号的基础理论，比如其变化规律与频率、相位、空间的内在联系，相干情形下Stokes矢量的相加原理，极化分辨概念的辨析等，仍没有得到深入的研究与揭示。除了在极化合成孔径雷达(Polarimetric SAR,PoISAR)领域较为成熟外，极化信息在实际中的应用仍然不尽人意，极化信息在各个领域的应用潜力亟待挖掘。

目前，合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)作为一种先进的主动式微波对地探测设备，可通过虚拟阵列和脉冲压缩等技术获得类似光学照片的地物目标图像，广泛应用于多个领域。SAR成像技术自然作为热点，被人们长期关注和研究，但通过多年的研究拓展，高分辨力宽测绘带(High Resolution Wide Swath, HRWS) 成像这类新需求的出现，常规SAR的工作模式和成像能力已达到瓶颈，无法满足。因此，需要研究新的SAR成像技术和雷达系统来突破限制。现阶段，已有研究者将多输入多输出(Multiple InputMultiple Output, MIMO)系统、正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing, OFDM)技术与SAR结合，提出了MIMO-SAR、OFDM-SAR和MIMO-OFDM-SAR等新型成像技术。同时，分析雷达技术发展的历史，其根本矛盾是目标参数多维性与雷达探测信息有限性之间的矛盾。为了提高对目标信息的获取能力，利用电磁波的极化信息是雷达检测和识别领域的发展趋势之一。目前国内对MIMO、OFDM这类技术与极化信息结合并应用到SAR成像技术的研究还比较少。而PoISAR系统是在SAR系统上应用了极化信息，具有全极化测量和高分辨成像技术的优点。其中极化测量（全称“雷达目标极化散射矩阵测量技术”）是极化信息获取与处理领域的基础性问题，对目标的极化信息的准确获取和有效利用，一直也是雷达探测领域被研究者们关注的重点问题。极化测量中的分时极化测量技术由于额外增加了不同时间极化信息的测量，使得测绘带宽减少了一半，因此同时极化测量技术应运而生。本质上同时极化测量体制是一种小规模的MIMO或者OFDM系统。正常的电磁波极化相干合成由于需要适应极化的幅度比和相位差，因此调整系数不同于固定极化方式，是时变的，因此造成了极化相干合成的复杂性。

综上所述，现有的极化测量技术的测量效果和准确度还有待进一步提升。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种基于旋转极化的同时极化测量方法，在“瞬态极化”的基础上建立“旋转极化”的概念，并设计了一种双通道正交极化SLFM信号。可以实现瞬态极化测量，丰富了已有的极化测量信号形式。减少了极化测量过程中各通道之间的相互干扰并提高了测量结果的准确度，取得不错的极化测量效果。

本发明的一种基于旋转极化的同时极化测量方法，其技术方案为，包括：

步骤1，发射正交极化双通道步进线性调频信号，并获取回波信号；