雷达极化信息处理及其应用.pdf

本书是雷达极化信息处理的一本专著，是作者们多年来研究成果和工作经验的总结 。本书全面、系统地论述了雷达极化信息处理的理论和方法，并介绍了这一研究领域的最新 研究工作与成果。全书共分七章。第一章简要地归纳、评述了雷达极化信息处理的理论与应用成果，第二章详 细地讨论了电磁波极化的表征问题，第三章系统而全面地论述了雷达极化学的基础理论，第 四章着重讨论了极化测量及误差修正问题图书在版编目(CIP)数据雷达极化信息处理及其应用/庄钊文等著.-北京:国防工业出版社,1999.1ISBN7-118-01938-0庄…重.雷达-极化(电子学)I.TN95中国版本图书琯CIP数据核字(98第15041号阳±有出数社出版发行(北京市海淀K紫院路23号(郎政编码1(H444北京怀柔新华印刷厂印刷新华书店终售开本850×681:32印张15%396千字199年1月第版1999年1月北京第]次印刷印数:1-100册定价:26.00元本书如有印装错误,我社负责调换致读者本书由国肟科技图书出版基全资助出版国防科技图书出版工作是国防科技事业的一个重要方腼。优秀的国防科技图书既是国防科技成果的一部分,又是国防科技水平的重要标志。为了促进国防利技事业的发展,加强社会主义物质文明和精神文明建设,培养优秀科技人才,确保国防科技优秀图书的出舨,国防科,工委于1988年初决定毎年拨出专款,设立国防科技图书出版基金,成立评审委员会,扶持、审定出版国防科技优秀图书。国防科技图书出版基金资助的对象是:1.学术水平高,内容有创见,在学科上居领先地位的基础科学理论图书:在工程技术哩论方面有突破的应用科学专着。2学术思想新颖,内容具体、实用,对国防科技发展具有较大推动作用的专著;密切结合科现代化和国防现代化需要的高新技术内容的专著。3.有重要发展前景和有重大开拓使用价值,密切结合科技现代化和国防现代化需要的新工艺新材料内容的科技图书4.填补目前我国科技领域空白的薄弱学科和边缘学科的科技图书。5.特别有价值的科技论文集、译著等。国防科技图书出版基金评审委员会在国防科工委的领导下开展工作,负责掌握出版基金的使用方向,评审受理的图书选题,决定资助的图书选题和资助金额,以及决定中断或取消资助等。经评审给予资助的图,由国防工业出版社列选出版国防科技事业已经取得了举世瞩目的成就。国防科技图书承捫着记载和弘扬这些成就,积累和传播科技知识的使命。在改革开放的新形势下,国防科工委率先设立出版基金扶持出版科技图书,这是一项具有深远意义的创举。此举势必促使国防科技图书的出版随着国防科技事业的发展更加兴旺设立出版基金是一件新生事物是对出版工作的项改革因而,评审工作需要不断地摸索、认真地总结和及时地改进,这样,才能使有限的基金发挥出巨大的效能。评审工作更需要国防科技工业战线广大科技工作者、专家、教授,以及社会各界朋友的热情支持让我们携起手柬,为祖国昌盛、科技腾飞、出版繁荣而共同奋国防科技图书出版基金评审委员会国防科技图书出版基金第三届评审委员会组成人员名誉主任委员怀国模主任委员黄宁副主任委员殷鹤龄高景德陈芳允曾铎秘书长崔士义委员于景元王小谟尤子平冯允戒以姓氏笔刘为序)刘仁朱森元朵荚贤宋家树杨星豪吴有生何庆芝何国伟何新貴张立同张汝果张均武张涵信陈火旺范学虹珂有侯正明莫梧生崔尔杰前言雷达目标散射信号中的极化信息在目标检测、增强及识别研究中有着广泛的应用前景,但这一极为重要的信息资源至今尚未得到充分的开发利用。虽然早在需达技术发展之初,人们就已认识到一般目标具有改变探测信号极化方式的特性并在实验中发现了目标有效散射截面对于探测信号极化方式的依赖恒之后很长的一段时期内,由于雷达目标极化散射机理难以揭示,以及极化测量将大大增加雷达系统的复杂性、技术实现十分困难且造价昂费,这些因素严重阻碍了雷达极化信息处理理论与技术的发展。该领域的研究经过国内外相关研究领域科技工作者几十年的不懈努力在已完善了的电磁波极化表征基础上,针对窄带霍达体制,已在诸如改善信号杂波功率比、电磁逆散射、增强目标检测和鉴别能力方面取得了一批极富学术价值的研究成果。这些成果零星地报道于各专业期刊上,即使出现在电磁学著作的部分章节中也属少见,雷达极化信息处理本身尚未形成系统的理论与应用成果以专著形式出版近十几年来,随着雷达极化测量基础理论、技术及宽带技术的步成熟并投入实用,开展宽带极化雷达体制下目标检测、增强及识别方的研充工作已有现实基础,雷达极化信息处理正日益引起当今国内外学术界的浓厚兴趣和高度重视。作者近年来结合“八·五”、“九·五”国防预硏工作,在雷达极化测量误差理论修正、目标宽带极化散射特性分析极化滤波、极化特征机理与目标识别研究等方面取得了一批富有学术意义的研究成果以此为主要基础,加之结合国内外相关方首的工作,以及作者多年来为博士生和硕土生相关课程的讲授心得,设想撰写…本有关雷达极化信息处理理论与应用方面的专著,试图对该领域所渺及的主要问题进行理论概括和技术总结,供相关领域的科技工作者阅读参全书共分七章。第一章着重归纳和评述了雷达极化信息在电诚信号滤波、目标增强、杂波抑制、目标检测及目标识别等方面的理论与应用成果;第二章整理了也磁波及其各种表征,给出了各种极化表示法及相应极化图之间的关系;第三章为雷达极化学基础理论,重点论述了反映目标极化特性信息的目标变极化效应及其描述、极化救射矩阵变换、极化不变量以及目标最优极化等基本概念和问题;第四章着重讨论了极化测量及其误差产生的物理成因、误差修正方法其性能评估等内容;第五章详细论述了复杂电磁环境中抑制扰、玫苦信号接收质量以及目标极化澺波增强的理论和技术;第六章阐明了极化频率稳定度、极化状态距离(PSD)的概念,深入论述了目标宽带动态极化结构特征识别的理沦技术和实现方法:第七章深入探讨了变极化雷达目标识别问题,给出了作为极化域能量谱和极化谱概念基础的局部最优极化问题的详细数学推导,讨论了基于极化域能量谱和极化谱的目标识别技术和实现方法;书末附有二百余篇有关雷达极化信息处理方面的文献资料,这对于那些希望从事该领域研究的科技工作者无疑是有益的本书由庄钏文教授、肖顺平副教授和王雪松博士执笔庄钊文教授拟定全书内容并审校全稿。在夲书的撰写过程中,郭修煌研究员、郁文贤教授、何松华副教授、陈曾平副教提供了多方面的支持和帮助,同时还得到了鲜、黎湘、李盾、付懶文等博十生以及曾勇虎硕土、鹿小莺、涂智明、黄知涛、徐振海等硕上生的帮助。本书的研究内容系国家教委跨世纪优秀人才基金项目的资助内容,书中的研究内容得到了郭桂蓉院士的直接指导,在评审鉴定过程中还得到国内著名电子学专家柯有安教授、毛士艺教授梁甸农教授等人的指导和关怀,本书的出版得到国防科技出版基金的资助及基金办约大力支持,还有郑廷编辑的关心、支持和努力,在此一并表示衷心感谢。由于吋间仓促,水平有限,书中不当之处在所难免,敬请读者批评指正作者目录第—章绪论2日标雷达特性及其描述l.3极化检测、增强、派波处理技术白番士冒口■■凸■醫■音啬島4d■鲁口鲁■_山4.4极化杯识别技术…p▲◆甲甲音P甲要甲音即·甲甲宁T省p曾省甲■■宁音■p■p4■■甲p13第二章电磁波的极化及其表征…………………………292.1引言…………………………………………………292.2基本场方程■■■■西■■b■■郾■■郾■b■db·■■凸·L■■d302.3电磁波极化状态的表征甲平甲冒平学T4甲甲-日‘山d=PP山44山山甲罗qh般表征T■甲即甲4冒■山n■4『◆中甲【■甲昏甲即■?看333.2极化椭圆即*352.3.3 Jones矢量·412.3,4极化比………會■■『_■鲁上口鲁■鲁曹?■會督■■口■4口上■口甲■■·■■會鲁■432.3.5 Stokes is量及 Poincare ti化球t…:502.3.6各种极化表示法之间的关系60237极化状态的平面图示法…652.3.部分极化波的丧征…………………"…"……""…762,4极化电波接收与天线的极化匹配………93第三章雷达极化学基础[〕3.2月标的变极化效应及其描述……………………………i13.2.1 Sinclair技射………………………"……………112.2散射坐系利极化阿题…■■■IL332,3MuF!lr矩阵种 Kennaugh矩阵上23