雷达极化信息获取及极化信号处理技术研究综述

周春荣 重庆交通职业学院

极化作为电磁波的一种固有输性，反映了电场中复杂的矢量变化。将极化应用到雷达技术中，能有效的提高数据测量的精准度和稳定性。在军事作战、气象预测、地质勘探等方面有着极大的实用价值和理论研究价值。因此，对于雷达极化技术的探索已经显得十分必要了。

1 极化信息获取

长期以来，电磁波的干扰以及雷达对于目标信号的检测识别都是一个令行业头疼的难题，而雷达极化技术则使得信号的接受和处理变得更加精确。一般而言获取计划信息可以通过目标的极化散射矩阵和电磁波的极化状态这两种方式。其中，矩阵式折射出雷达目标的去极化特性，这种方式进行测量时通常需要设计特定的发射/接收体制；电磁波式则折射出雷达接收电磁波电场取向的时变特性，只需要在接受短配备专门的计划天线抑或是敏感阵列就可以对计划信号进行参数估计。而其他复杂的极化信息则可在此基础上利用适当的信号处理技术进一步得到。

2 极化抗干扰

上世纪七十年代就已经提出了雷达极化抗干扰技术的研究，那时雷达技术发展并不先进，一些问题得不到很好的解决。先后经历了从单一极化域滤波到如今的极化域与其他域联合或者协同滤波的发展过程，从整个雷达极化技术的研究过程来看，雷达极化技术正在以喜人的速度持续提高。抗干扰技术发展初期通常用于抵抗雨杂波干扰，而随着技术的不断成熟开始应用到气象雷达、航管雷达、对空情报雷达、火控雷达、制导雷达以及雷达导引头等多个应用领域。极化域滤波实际上是对雷达接收端的不同极化天线接收的信号进行调节，在取出干扰波的情况下保证目标信号的保留。这种方式的实用效果受到目标与干扰信号极化状态的估计和权值的影响，直到信号达到了可明确处理的状态。主要优化准则有：最大信号干扰噪声比准则，最小均方误差准则，主瓣约束准则，多线性约束准则等。通常而言，在不同的作业环境下需要用到不同的技术开抵抗干扰波。从以往的研究成果来看，对于计划干扰已经有意识的开始关注，并且专家和学者不停地对之间的论述进行丰富和整理。

3 极化检测和识别

3.1 目标检测

雷达的极化作为另一个信息维度在幅度、相位、频率外，还在雷达目标检测中也有着十分重要的实用意义。通常来说，由于极化信息的目标检测方法可分为最优接收检测和极化统计检测两种。前者的基本思想是：通过控制发射/接收端极化通道的加权，使接收信号中的目标回波相对于噪声或杂波最强以达到目标检测的目的，其代表是虚拟极化适配技术及一系列最佳极化检测器；后者则建立可靠的目标、噪声或杂波的极化信息模型并基于统计判决准则实现目标检测。

由此可见，雷达目标极化检测技术的不断深入发展使得雷达在复杂多变的电磁环境下的探测能力大大提高，但是，在一些比较复杂的应用环境下，如何充分利用极化信息实现更好、更快的最佳极化适配和自适应检测仍是一个难题，需要学界和业界的有识之士不断的去探索和研究。

3.2 目标分类与识别

基于极化信息的目标分类与识别是现代雷达提升战场侦察、地理观测等能力的重要技术手段之一，其基本思想是利用从观测数据中提取的目标极化特征进行鉴别。显然，对目标极化特性的研究和极化特征的精确提取技术是整个过程的关键。自雷达极化学形成以来，大量的理论研究和实验验证已经极大程度上丰富了对各类目标回波极化特性的了解。分类与识别所利用的目标极化特征一般可分为以下几类：由直接测量数据经简单运算或统计分析构造的目标特征，如极化不变量、瞬态统计特性等；经某些数学变换(如目标极化分解、小波变换)得到的目标特征；其他特征，如SAR图像的纹理特征等。

4 结语

随着极化信息在雷达技术中的充分应用，极大的提高了雷达信息获取能力和抗干扰能力，有效的改善了雷达技术的使用情况。虽然极化雷达的明显长处为其带来了长足的发展，但是仍然存在着成本高昂、电磁散射机理的揭示以及运算优化不力等问题。都需要专家和学者进行不断的研究，来丰富和完善雷达极化信号处理技术。笔者希望通过本文的研究和总结，能给大家提供一些思路和启发，发动集体的智慧群策群力，共同为雷达技术发展贡献自己的力量。

[1]赵巨波.雷达极化信息处理技术的研究现状分析[J].网络与信息工程，2017.01:74-76.

[2]赵春雷，王亚梁，阳云龙，毛兴鹏，于长军.雷达极化信息获取及极化信号处理技术研究综述[J].雷达学报，2016年12月：620-638.