[发明专利]一种针对雷达电磁信号的极化参数自适应测量装置

权利要求书

1.一种针对雷达电磁信号的极化参数自适应测量装置，其特征是：包括：共口径的正交双模喇叭双极化天线，双通道信号处理模块，极化参数自适应测量模块，所述共口径的正交双模喇叭双极化天线分别通过水平极化分量、垂直极化分量电缆与双通道信号处理模块输入端相连，双通道信号处理模块输出端分别通过水平极化分量、垂直极化分量电缆与极化参数自适应测量模块相连；

所述双通道信号处理模块包括两套相同电路的水平极化分量通道、垂直极化分量通道，相同的每套电路由低噪声场放通过第一混频器与放大器和滤波器、第二混频器、正交零中频处理器和AD电路串联连接组成，其中低噪声场放输入端与正交双模喇叭双极化天线相连，AD电路输出端与极化参数自适应测量模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种针对雷达电磁信号的极化参数自适应测量装置，其特征是：所述极化参数自适应测量模块包括两个微波混合电路、采用对数放大的双通道接收机、零值自适应跟踪器；每个微波混合电路具有一个定向耦合器和一个180度微波混合器；

第一微波混合电路(200)的第一定向耦合器的第一输入端口(2001)连接双通道处理的水平分量信号，第一定向耦合器的第二输入端口(2002)通过移相器(202)连接双通道处理的垂直分量信号；

第一微波混合电路(200)的第一定向耦合器输出端(204)的矢量和信号或和信号通过移相器(208)与第二微波混合电路(210)的第二定向耦合器的第二输入端口连接；

第一微波混合电路(200)的第一定向耦合器输出端(206)的矢量差信号或差信号与第二微波混合电路(210)的第二定向耦合器的第一输入端口连接；

第二微波混合电路(210)的第二定向耦合器输出端(212)的矢量差信号、第二定向耦合器输出端(214)的矢量和信号通过采用对数放大的双通道接收机(216)与零值自适应跟踪器(218)相连；零值自适应跟踪器输出端的极化加权变换参数信号φ与移相器(202)相连，零值自适应跟踪器输出端的极化加权变换参数信号γ与移相器(208)相连。

3.一种如权利要求1所述针对雷达电磁信号的极化参数自适应测量装置的测量方法，其特征是：是双极化天线接收到雷达电磁信号，并提供一个电信号E_h以及另一个电信号E_v，该电信号E_h表示馈入到天线上电磁波信号电场的水平极化分量，电信号E_v表示馈入到天线上电磁波信号电场的垂直极化分量；此水平极化分量和垂直极化分量信号在双通道信号处理模块中分别经过低噪声场放、混频器、放大器和滤波器、混频器、正交零中频处理器和AD电路的处理，然后馈入极化参数自适应测量模块；

该极化参数自适应测量模块中预先储存了多种极化加权变换的参数组(γ,φ)，先对水平分量信号和垂直分量信号进行两次180度的相位加权，求解出正交极化分量的矢量和信号、矢量差信号，然后，计算矢量差信号与矢量和信号的比值，称为“差和系数”，按照极化加权变换的参数组对接收的两路信号进行反馈式的幅相加权，使得“差和系数”满足零值条件；此时，极化变化参数和雷达极化参数匹配，极化加权变换参数即为雷达极化参数；

所述对雷达电磁信号的极化参数自适应测量的流程，其具体步骤如下：

第一步，双极化天线接收到雷达电磁信号；

取沿电磁波传播方向的电场矢量表示为该矢量垂直于电磁波信号的传播矢量，而任何一个矢量在XY平面都能进行极化正交分解，其中分解在x方向的电场矢量称为h极化分量，即水平极化分量，分解在y方向的电场矢量称为v极化分量，即垂直极化分量，两个分量分别记为E_h和E_v；通常以水平和垂直线极化为基来表示某电场矢量为的电磁波的极化状态，采用Jones矢量表达形式

其中，tanγ＝|E_v|/|E_h|，α为E_v超前E_h的相位；

电场矢量为的电磁波的极化状态，也能表示为极化幅度比ρ_HV和相位差的形式，即

第二步，对电磁波信号进行双通道处理；

在双通道信号处理模块中，当天线接收到雷达电磁信号通过第一步正交双极化天线分解成水平和垂直极化分量后，将两个分量信号进行双通道处理；

第三步，和差矢量信号自适应处理；

在极化参数自适应测量模块中，包括两个微波混合电路(200)和(210)，一个采用对数放大双通道接收机，以及一个零值自适应跟踪器；每个微波混合电路具有一个定向耦合器和一个180度微波混合器；该步骤主要是对经过双通道处理的两个极化分量信号进行和-差自适应处理，分别获得两个极化分量的矢量和信号与矢量差信号，通过对数放大双通道接收机计算矢量差信号与矢量和信号的比值，这里称为“差和系数”，零值自适应跟踪器中预先储存了多组极化加权变换的参数组(γ,φ)，分别反馈给两个微波混合电路的输入端，通过二维搜索或遍历计算的数学方法，令差和系数达到最小值，最终获得雷达信号的极化参数；

第四步，达到自适应零值条件，完成测量过程；

经过第三步双极化信号和-差处理，并通过自适应零值跟踪使水平极化分量和垂直极化分量和差信号的比值达到零值条件，就完成了雷达信号极化参数的瞬时测量过程。