[发明专利]一种用于同时极化校准和背景提取的二面角反射器

说明书

本发明公开了一种用于同时完成极化校准和背景提取的二面角反射器，该反射器由两个相同的菱形结构金属平板和一个金属杆组成，菱形结构金属平板的长对角线与短对角线比例为长对角线的一端进行切角处理，金属杆的直径与切角长度相等，并与两个菱形结构金属平板连接，两个菱形结构金属平板的夹角为90°，金属杆与两个菱形结构金属板的夹角均为135°。该反射器最大程度地减小了构成二面角反射器的两个金属平板的连接线，也即减小二面角反射器沿雷达视线旋转时该处的散射分量，提高极化校准和背景提取的精度。

技术领域

本发明涉及雷达测量的技术领域，特别涉及一种用于同时极化校准和背景提取的二面角反射器。

背景技术

在雷达目标极化散射矩阵测量中，背景信号的提取精度直接影响背景信号的抵消，进一步影响测量结果。由于二面角反射器结构简单，显著地去极化特性和在沿雷达视线方向的某些特定旋转角度上具有较强的后向散射，而被广泛应用于极化校准。根据二面角的极化散射矩阵，当其沿雷达视线方向旋转180°的整数倍数并均匀采样回波(参见文献[1])，回波数据具有周期性且数学期望理论上为0(参见文献[2])。因此利用沿雷达视线方向旋转的二面角反射器，极化校准和背景提取可以同时完成(参见文献[3])。

当雷达波沿雷达视线方向照射到二面角反射器时，在二面角反射器的两个金属平板上发生两次反射。其中两个金属平板的连接线可等效为细直金属线，因此部分同极化回波仅发生一次反射，这使得二面角反射器的真实极化散射矩阵与理论值产生了误差。当利用旋转二面角反射器进行同时极化校准和背景提取时，构成二面角反射器的两块金属平板接缝处的散射分量会被误认为是测量环境的背景，增加了测量误差。旋转二面角反射器的极化散射矩阵可表示为：

其中，σ为与二面角反射器工作波长和投影面积有关的RCS值，θ为二面角沿雷达视线方向的旋转角度，f_HH,f_HV,f_VH和f_VV分别为4种极化状态下由构成二面角反射器的两块金属平板接缝处的散射分量。因此该处的散射分量越小，背景提取越准确，雷达测量精度越高。现有二面角反射器(参见文献[4]-[6])设计中，由于两个金属平板的连接线过长，具有较高的自身定分量，降低了同时极化校准和背景提取的精度。

本发明的参考文献如下：

[1]L.A.Muth.Nonlinear calibration of polarimetric radar cross sectionmeasurement systems[J].IEEE Antennas and Propagation Magazine,Vol.52,No.3,pp.187-192,2010.

[2]孙双锁，许小剑,李亦同.雷达散射截面测量中的背景信号提取方法[P].国家发明专利，申请号：201210483648.X.

[3]许小剑.雷达目标特性[M].北京：电子工业出版社，2018.

[4]W.C.Anderson.Consequences of nonorthogonality on the ScatteringProperties of Dihedral Reflectors[J].IEEE Antennas and Propagation Magazine,Vol.35,No.10,pp.1154-1159,1987.

[5]J.-R.J.Gau,W.D.Burnside.New polarimetric calibration techniqueusing a single calibration dihedral[J].IEE Proc.-Microw.Antennas Propag,Vol.142,No.1,pp.19-25,1995.