Использование поляриметрических данных радиолокационных станций дальнего обнаружения для распознавания целей
Диссертация
Вопрос о выигрыше в характеристиках обнаружения, получаемом в результате использования антенн с разными поляризациями, в достаточной степени изучен. Исследования показывают, что характеристики обнаружения существенно зависят от поляризационных характеристик рассеяния цели. В. ряде случаев, даже приоп-тимальном обнаружении (которое невозможно без априорного знания характеристик рассеяния цели… Читать ещё >
Содержание
- 1. Введение
- 1. 1. Актуальность темы
- 1. 2. Цели и задачи исследования
- 1. 3. Научная новизна работы и практическая значимость
- 1. 4. Положения, выносимые на защиту
- 1. 5. Публикации и апробация работы
- 1. 6. Используемые понятия и обозначения
- 1. 6. 1. Пояснения к некоторым понятиям
- 1. 6. 2. Условные.обозначения
- 2. 1. Основные положения
- 2. 2. Вспомогательные соотношения для векторов Джонса
- 2. 2. 1. Комплексное сопряжение векторов Джонса
- 2. 2. 2. Вспомогательные операторы
- 2. 3. Выбор базисов для матрицы рассеяния
- 2. 3. 1. Три способа выбора базисов для матрицы рассеяния
- 2. 3. 2. Преобразование матриц рассеянияпри смене базисов
- 2. 3. 3. Соглашения BSA и FSA
- 2. 4. Измерение и свойства матрицы рассеяния
- 2. 4. 1. Измерение матрицы рассеяния антеннами с произвольными поляризациями
- 2. 4. 2. Соотношения взаимности для данных поляриметрического радиолокатора
- 2. 4. 3. Диагонализация матрицы рассеяния
- 2. 4. 4. Влияние ошибок измерения матрицы рассеяния на характеристики оператора рассеяния
- 2. 5. Выводы
- 3. 1. Обзор атмосферных поляризационных эффектов
- 3. 2. Оценка реполяризации при прохождении через регулярные тропосферные неоднородности
- 3. 2. 1. Метод возмущений для оценки реполяризации в тропосфере
- 3. 2. 2. Мера реполяризации
- 3. 2. 3. Оценка реполяризации
- 3. 3. Влияние реполяризации радиолокационного сигнала в ионосфере наизмерения поляризационной матрицы рассеяния
- 3. 3. 1. Поляризационные эффекты в ионосфере
- 3. 3. 2. Влияние эффекта Коттона-Мутона на измерения матрицы рассеяния
- 3. 3. 3. Влияние эффекта Фарадея на измерения матрицы рассеяния
- 3. 4. Оценка реполяризации радиолокационных сигналов в ионосфере
- 3. 4. 1. Прохождение радиоволн через ионосферу
- 3. 4. 2. Численное решение уравнения, описывающего реполяризацию в ионосфере
- 3. 4. 3. Результаты вычислений
- 3. 5. Выводы
- 4. 1. Радиолокатор с полным поляризационным анализом
- 4. 2. Двухканальный поляриметрический радиолокатор
- 4. 2. 1. Энергетические характеристики рассеяния
- 4. 2. 2. Поляриметрическая информация о цели
- 4. 3. Характеристики типовых целей
- 4. 3. 1. Выбор типовых целей
- 4. 3. 2. Характерные особенности типовых целей
- 4. 4. Реполяризация при отражении от излома поверхности
- 4. 4. 1. Рассеяние на остром изломе
- 4. 4. 2. Рассеяние на скругленном изломе
- 4. 5. Моделирование поляризационных характеристик рассеяния типовых целей
Список литературы
- Bebbington D., CarreaL., KrogagerE. Geometric polarimetry— Part 1: Spinors and wave states// arXiv.org: архив электронных публикаций статей и препринтов. 2008. URL: http://arxiv.org/abs/0804.0745 (дата обращения 01.02.2011).
- Chamberlain N.F., Walton Е.К., Garber F.D. Radar target identification of aircraft using polarization-diverse features // IEEE Transactions on aerospace and electronic systems. 1991. Vol.27. No. 1.
- Chen G.E., Herring T.A. Effects of atmospheric azimuthal asymmetry on the analysis of space geodetic data// Journal of geophysical research. 1997. Vol.102. Issue B9. Pp. 20 489−20 502.
- Cloude S. Polarisation: applications in remote sensing. Oxford University Press. 2009.
- Definitions of terms for antennas: IEEE Standard Number 145−1983. IEEE. 1983.
- Graves C.D. Radar polarization power scattering matrix // Proceedings of the IRE. 1956. Vol.44. № 2. Pp. 248−252.
- Davidson D.B. Computational electromagnetics for RF and microwave engineering. Cambridge University Press. 2010.
- De Hoop A.T. A reciprocity theorem for the electromagnetic field scattered by an obstacle // Applied Scientific Research. Section B. 1960. Vol. 8. No. 1.
- Felsen L.B. Backscattering from wide-angle and narrow-angle cones // Jounal of appied physics. 1955. Vol.26. Num.2.
- Freeman A, Saatchi S.S. On the detection of Faraday rotation in linearly polarized L-band SAR backscatter signatures // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2004. Vol.42. Issue 8. Pp. 1607−1616.
- Gardner C.S. Correction of laser tracking data for the effects of horizontal refractivity gradients// Applied Optics. 1977. Vol. 16. Issue 9. Pp. 2427−2432.
- Huynen J.R. Phenomenological theory of radar targets: Ph.D. dissertation. Delft University of Technology. Rotterdam: Drukkerij Bronder-Offcet N.V. 1970.
- Kostinski A., BoernerW.-M. On foundations of radar polarimetry // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1986. Vol. 34. No. 12. Pp. 1395−1404.
- LeeJ.S., PottierE. Polarimetric radar imaging: from basics to applications. CRC Press. 2009.
- Luneburg E., Boerner W. Consimilarity classification of general radar scattering matrices // Proceedings of the international symposium- on antennas and propagation. Japan, 1996. Vol.4. Pp. 1041−1044.
- Luneburg E. Directional Jones and Stokes vectors: Progress rept. Jan-Jun 2002. EML Consultants Wessling (Germany). 2005.
- Luneburg E. Aspects of radar polarimetry // Elektrik-Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Science. 2002. Vol. 10. No. 2. Pp. 219−243.
- Luneburg, E. Current shortcomings of the standard formulations of radar polarization: Progress rept. Jan-Jun 2002. EML Consultants Wessling (Germany). 2005.
- Luneburg E., Morisaki J.J., Boerner W. On the forward scatter alignment and the back scatter alignment conventions of bi-static radar polarimetry // Proceedings of International symposium on antennas and propagation. Japan, 2004.
- MacMillan D.S. Atmospheric gradients from very long baseline interferometry observations// Geophysical research letters. 1995. Vol.22. № 9. Pp. 1041−1044.
- Meyer F.J., Nicoll J.B. Prediction, detection, and correction" of Faraday rotation in fiill-polarimetric L-band SAR data// IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2008. Vol. 46. № 10. Pp. 3076−3086.
- Mieras H. Comments on «Foundations of radar polarimetry- Authors’s reply to «Comments» by H. Mieras // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1986. Vol. 34. No. 12. Pp. 1470−1473.
- Mishchenko M.I., Travis L.D., Mackowski D.W. T-Matrix computations of light scattering by nonspherical particles: a review// Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 1996. Vol. 55. No. 5.
- Moroz A. Improvement of Mishchenko’s T-matrix code for absorbing particles// Applied Optics. 2005. Vol.44. No. 17. Pp. 3604−3609.
- Mott H. Remote sensing with polarimetric radar. Wiley-IEEE Press. 2007.
- Novak L.M., Sechtin M.B., Cardullo M.J. Studies of target detection algorithms that use polarimetric radar data // IEEE Transactions on aerospace and electronic systems. 1989. Vol.25. No. 2.
- Pottier E. Radar polarimetry towards a future standardization // Annals of telecommunications. 1999. Vol. 54. No. 1. Pp.137−141.
- PUMA-EM // URL: http://sourceforge.net/projects/puma-em (дата обращения 12.06.2011).
- Ross R.A., Hamid M.A.K. Scattering by a wedge with a rounded edge // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1971. Vol.19. No. 4.
- Saxon D.S. Tensor scattering matrix for the electromagnetic field// Physical review. 1955. Vol. 100. Num. 6.
- SCATTPORT // URL: http://www.scattport.org/ (дата обращения 12.06.2011).
- Shirman Ya.D. Computer simulation of aerial target radar scattering, recognition, detection and tracking. Artech House. 2002.
- Steedly W.M., Moses R.L. High resolution exponential modeling of fully polarized radar returns // IEEE Transactions on aerospace and electronic systems. 1991. Vol.27. No. 3.
- Takagi Т. On an algebraic problem related to an analytical theorem of Caratheodory and Fejer and on an allied theorem of Landau // Japaneese journal of mathematics. 1927. Num.1.
- Titin-Schnaider C., Attia S. Calibration of the MERIC full-polarimetric radar: theory and implementation // Aerospace science and technology. 2003. Vol. 7. Issue 8. Pp. 633−640.
- Xu Z.-W., Wu J., Wu Z.-S. Potential effects of the ionosphere on space-based SAR imaging// IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2008. Vol. 56. № 7. Pp. 1968−1975.
- Айвазян.С.А., Бухштабер B.M., Енюков И. С., Мешалкин Л. Д. Прикладная статистика: Классификация и снижение размерности. М.: Финансы и статистика. 1989.
- Бабич В.М., Лялинов М. А., Грикуров В. Э. Метод Зоммерфельда-Малюжинца в теории дифракции. Спб.: СпбГУ. 2003.
- Беклемишев Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры: Учебник для вузов. М.: Физматлит. 2006.
- Белобров Г. Н., Кравцов Ю. А., Фейзулин З. И. Расчет рефракции и группового запаздывания радиосигналов УКВ-диапазона для биэкспоненциальной модели профиля электронной концентрации в ионосфере// Радиотехника и электроника. 1971. Т. 16. № 10. С. 1753.
- Борзов А.Б., Соколов А. В., Сучков В. Б. Методы цифрового моделирования радиолокационных характеристик сложных объектов на фоне природных и антропогенных образований // Журнал радиоэлектроники. 2000. № 3.
- Борзов А.Б., Соколов А. В., Сучков В. Б. Цифровое моделирование входных сигналов систем ближней радиолокации от сложных радиолокационных сцен // Журнал радиоэлектроники. 2004. № 4.
- Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир. 1986.
- Боровиков В.А., Кинбер Б. Е. Геометрическая теория дифракции. М.: Связь. 1978.
- Верденская Н.В., Иванова И. А., Сазонов В. В. Сравнение эффективности обнаружения различных типов поляризационных радиолокаторов. Отчет № 1987. М.: ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца». 2007.
- Верденская Н.В., Иванова И. А., Сазонов В. В. Моделирование алгоритмов обнаружения при различных видах поляризационного приема. Отчет № 1995. М.: ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца». 2009.
- Верденская Н.В., Иванова И. А., Сазонов В. В. Исследование эффективности двухканального поляриметрического радиолокатора при различных алгоритмах обработки. Отчет № 1994. М.: ОАО «Радиотехнический институт имени академика А. Л: Минца». 2009.
- Виноградов А.Г., Сазонов В. В., Теохаров А. Н., Хомутов Б. Д., ЧепелевВ.М. Радиолокационная модель отражающих областей. Препринт № 0501. М.: ОАО «Радиотехнический институт имени академика А. Л. Минца». 2005.
- Военный энциклопедический словарь ракетных войск стратегического назначения/ Министерство обороны РФ.- Гл.ред.:
- И.Д. Сергеев, В. Н. Яковлев, Н. Е. Соловцов. М.: Большая Российская энциклопедия. 1999.
- Дикуль О.Д., Лучин A.A., Труфанов Е. Ю., Храбростин Б. В., Храбростин Д. Б. Распознавание целей по результатам радиолокационных измерений в сложной помеховой обстановке // Радиотехника. 2008. № 11.
- Захаров А.И., Сорочинский М. В. Компенсация аппаратурных искажений поляриметрического РСА // Доклады III всероссийской научно-технической конференции «Радиолокация и радиосвязь». 26 — 30 октября 2009 г., Москва. М.: ИРЭ РАН. Т. 2. С. 220−224.
- Захаров А.И., Сорочинский М. В. Калибровка поляриметрических РСА с учетом фарадеевского вращения плоскости поляризации // Труды всероссийской научно-практической конференции «Космическая радиолокация». 28 июня-1 июля 2010 г., Муром. Муром: МИВлГУ. 2010.
- Канарейкин Д.Б., Павлов Н. Ф., Потехин В. А. Поляризация радиолокационных сигналов. М.: Советское радио. 1966.
- Киселев А.З. Теория радиолокационного обнаружения на основе использования векторов рассеяния. СПб.: Наука. 2005.
- Козлов А.И., Логвин А. И., Сарычев В. А. Поляризация радиоволн. Поляризационная структура радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника. 2005.
- Козлов А.И., Логвин А. И., Сарычев В. А. Поляризация радиоволн. Радиолокационная поляриметрия. М.: Радиотехника. 2007.
- Козлов А.И., Логвин А. И., Сарычев В. А. Поляризация радиоволн. Радиополяриметрия сложных по структуре сигналов. М.: Радиотехника. 2008.
- Кравцов Ю.А., Фейзулин З. И., Виноградов А. Г. Прохождение радиоволн через атмосферу Земли. М.: Радио и связь. 1983.
- Кравцов Ю.А. О геометрической деполяризации света в турбулентной атмосфере// Изв. вузов. Радиофизика. 1970. Т. 13. № 2.
- Кравцов Ю.А., Орлов Ю. И. Геометрическая оптика неоднородных сред. М.: Наука. 1980.
- Кравцов Ю.А. Квазиизотропное приближение геометрической оптики// ДАН СССР. 1968. Т. 183. № 1.
- Крюковский A.C., Лукин Д. С. Краевые и угловые катастрофы в равномерной геометрической теории дифракции. М.: МФТИ. 1999.
- Крячко А.Ф., Лихачев В. М., Смирнов С. Н., Сташкевич А. И. Теория рассеяния электромагнитных волн в угловых структурах. Спб.: Наука. 2009.
- Митра Р. Вычислительные методы в электродинамике. М.: Мир. 1977.
- Нотт Е., Сеньор Т. Б. Сравнение трех методов, применяемых в высокочастотной теории дифракции// ТИИЭР. 1975. № 12.
- Олюнин H.H. Метод краевых волн в задачах рассеяния на телах с импедансной поверхностью // Электромагнитные волны и электронные системы. 2008. № 2−3.
- Олюнин H.H., Сазонов В. В. Анализ информативности поляризационных признаков в задаче радиолокационного распознавания // Сборник докладов 3-й Всероссийской научно-технической конференции «Радиолокация и радиосвязь», Москва, ИРЭ РАН, 26−30 октября 2009 г.
- Олюнин H.H., Сазонов В. В. Анализ информативности поляризационных признаков в задаче радиолокационного распознавания// Сборник докладов 3-й Всероссийской научно-технической конференции «Радиолокация и радиосвязь». Приложение.
- Электронное издание. Москва, ИРЭ РАН, 26−30 октября 2009 г. URL: http://jre.cplire.ru/jre/library/3conference/ (дата обращения 12.06.2011).
- Олюнин H.H., Сазонов В. В. Некоторые случаи инвариантности энергетических характеристик волны, отраженной от стабильной радиолокационной цели // Труды 52-й научной конференции МФТИ. Москва-Долгопрудный, 27−28 ноября 2009 г.
- Олюнин H.H., Сазонов В. В. Использование поляриметрической информации для идентификации радиолокационных целей простой формы // Материалы 14-го международного' молодежного форума «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке». Харьков, 24−26 марта 2010 г.
- Олюнин H.H., Сазонов В. В., Виноградов' А.Г. О деполяризации радиолокационных сигналов в ионосфере // Сборник докладов XVI международной научно-технической ' конференции «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж, 13−15 апреля 2010 г.
- Олюнин H.H., Сазонов В. В. Изменение поляризации при обратном рассеянии на скругленных изломах поверхности // Сборник докладов XVII международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж, 12−14 апреля 2011 г.
- Олюнин H.H., Сазонов В. В. Некоторые вопросы радиолокационной поляриметрии// Нелинейный мир. 2011. Т. 5. № 9.
- Олюнин H.H., Сазонов В. В., Виноградов А. Г. Оценка деполяризации, обусловленной горизонтальным градиентом показателя преломления в тропосфере// Нелинейный мир. 2010. № 6.
- Олюнин H.H., Сазонов В. В., Виноградов А. Г. О деполяризации радиолокационных сигналов в ионосфере// Нелинейный мир. 2010. № 6.
- Олюнин H.H., Сазонов В. В. Поляризационные свойства клиновидных рассеивателей // Труды РТИ им. академика A.JI. Минца. 2009. Выпуск 1(45).
- Олюнин H.H., Сазонов В. В., Виноградов А. Г. Влияние деполяризации радиолокационного сигнала в ионосфере на измерения поляризационной' матрицы рассеяния// Сборник трудов «Радиофизических научных чтений-конференций памяти Н.А.Арманда». Муром, 2010.
- Олюнин H.H. Извлечение информации о радиолокационной цели из поляризационной матрицы рассеяния. Отчет № 1996. М.: ОАО «РТИ имени академика А. JI. Минца». 2009 г.
- Олюнин H.H. Исследование влияния атмосферы на вероятность распознавания радиолокационных целей по поляризационным признакам. Отчет № 1997. М.: ОАО «РТИ имени академика A.JI. Минца». 2009 г.
- Олюнин H.H. Фасеточная модель в задачах рассеяния электромагнитных волн на телах с импедансной поверхностью // Труды МФТИ. 2009. Т. 1. № 2.
- Олюнин H.H., Виноградов А. Г., Сазонов В. В. Фасеточная модель в задачах рассеяния радиолокационных сигналов. Препринт № 0702. М.: ОАО «Радиотехнический институт имени академика A.JI. Минца». 2007.
- Олюнин H.H. Моделирование рассеяния радиолокационных сигналов в коротковолновом приближении // Диссертация на соискание ученой степени магистра. М.: МФТИ. 2008.
- Потехин А.И. Некоторые задачи дифракции электромагнитных волн. М.: Советское радио. 1948.
- Радиолокация и радиометрия. № 2. Выпуск 3. Радиолокационное распознавание и методы математического моделирования / Ред. выпуска ШирманЯ.Д. М.: Радиотехника. 2000.
- Рытов С.М. О переходе от волновой к геометрической оптике// ДАН СССР. 1938. Т. 18. № 2. С. 263.
- Самарский А.А. Введение в численные методы. М.: Наука. 1982.
- Сивухин Д.В. Общий курс физики: Учеб. пособие: Для вузов. В 5 т. Т. IV. Оптика М.: Физматлит. 2006.
- Татарский В.И. Оценка деполяризации света турбулентными неоднородностями атмосферы// Известия вузов. Радиофизика. 1967. Т. 10. № 12. С. 1762.
- Уфимцев П.Я. Основы физической теории дифракции. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2009.
- Уфимцев П.Я. Метод краевых волн в физической теории дифракции. М.: Советское радио. 1962.
- Физическая энциклопедия. Гл. ред. Прохоров А. М. М.: Большая Российская энциклопедия. Т. 4. 1994.
- Хорн Р., Джонсон Ч. Матричный анализ. М.: Мир. 1989.