Система распознавания объектов в миллиметровом диапазоне радиоволн (стр. 7 из 23)

– «угол поляризации объекта»,

характеризующий способность объекта поляризовывать падающее на него неполяризованное излучение (

–для полностью поляризованного и

–для неполяризованного отраженных сигналов).

Необходимо отметить, что в литературе [8] известны и другие формы представления матрицы Q:

(1.53)

где

Инвариантами ПМР относительно ПБ являются:

- след ПМР (полная ЭПР МНЦ) А=

- детерминат ПМР В=

- степень поляризационной анизотропии

Таким образом, рассмотрены основные свойства ПМР и выявлены ее характеристики, которые могут использовать для описания ПХ МНЦ.

При наблюдении флуктуирующих МНЦ определенные выше параметры являются случайными, поэтому объект может быть охарактеризован многомерным законом распределения этих ПП. Применительно к задаче поляризационной селекции более конструктивные результаты получаются при рассмотрении введенной ранее матрицы М или ковариационной матрицы рассеяния R определяемой как

где

« + »– знак транспортирования и комплексного сопряжения. Матрица– столбец

, ковариационная матрица R при переходе из линейного в новый ПБ подвергаются линейным преобразованиям

где L–унитарная матрица перехода. Матрица R имеет шесть независимых элементов: вещественные R₁₁, R₂₂, R₃₃и комплексные

. Следовательно, матрица R имеет 9 независимых параметров.

Для описания ПХ МНЦ используются также матрицы когерентности отраженного сигнала, в заданном ПБ определяемая через усреднение по времени как

, (1.54)

где

–поляризационный вектор зондирующей ЭМВ. Матрица

позволяет определить степень поляризации отраженного сигнала:

Поток мощности отраженного сигнала определяется энергетической характеристикой рассеяния цели – матрицей Грейвса [4]:

(1.55)

Введенные в рассмотрение выше характеристики стабильных и флуктуирующих по поляризации объектов позволяют рассмотреть задачу разложения (декомпозиции) ПМР на несколько составляющих объектов. Такой подход обеспечивает проведение анализа эффективности различных методов поляризационной селекции и сравнительный анализ ПХ различных МНЦ.

Известно несколько декомпозиционных моделей, основанных на разложении матрицы вторых моментов или матрицы Мюллера произвольно флуктуирующего МНЦ на сумму не более трех матриц вторых моментов, соответствующих статистически независимым стабильным по поляризационным свойствам цели, или на сумму двух матриц, соответствующих стабильной и флуктуирующей (шумовой) целям.

1.3.2 Декомпозиционная поляризационная модель Хьюнена

Хьюненом доказана теорема о единственности разложения цели, на одиночный эффективный (стабильный по поляризации объект) с матрицей вторых моментов

задаваемой пятью параметрами

и шумовую компоненту

характеризуемую четырьмя параметрами, причем

. (1.56)

Декомпозиция возможна не только средним мощностям сигналов но и к значениям

(1.57)

где –

– матрица стабильной цели, соответствующая

;

– комплексный скаляр с нормированным квадратом модуля

;

– ПМР «шумовой цели» со структурой

(1.58)

Составляющие в (1.57) являются взаимно некоррелированными.

Достоинством данной модели является то, что шумовая матрица инвариантна к повороту системы в круговом ПБ от шумовой цели.

Недостаток же состоит в том, что параметры шумовой матрицы в общем случае не выражаются через инварианты эквивалентной стабильной ПМР.

1.3.3 Декомпозиционная поляризационная модель Джули

На основе (1.57) в работе [6] разработана модель объекта для поимпульсного представления отраженного сигнала. Рассматривая дискретно–временное представление матрицы S(t), где t=i*T (i–целое) и Т–период повторения импульсов. «Шумовая» матрица определяется как

. (1.59)

Данная модель определяет характеристики процессов

в моменты установившегося состояния адаптации антенны при посылках сигнала на один и тот же объект, но при различных импульсах. Полагается, что все рассматриваемые случайные последовательности являются локально – стационарными, гауссовыми с нулевым средним и некоррелированными действительной и мнимой частями. Последовательность

раскладывается как

, где А – гауссова случайная величина с нулевым средним и дисперсией

, которая постоянно в течении установившегося состояния антенны,

– последовательность белого шума, независящая от А;

– последовательности белого шума с одинаковыми дисперсиями

Данная модель характеризуется 8 параметрами: пять описывают матрицу S₀и три дисперсии

Вместо этих трех дисперсий можно использовать следующие параметры:

– степень поляризации;

– величина флуктуации;

– величина флуктуации поляризации;

Для описания ПХ некоторых типов мешающих отражений при численных оценках можно пользоваться упрощенной моделью «эффективной» матрицы S₀:

, (1.60)

где

– отношение между минимальными и максимальными коэффициентами.

1.4 Анализ методов поляризационной селекции наземных целей

1.4.1 Классификация методов поляризационной селекции

По принципу действия радиотехнические системы с поляризационной селекцией объектов можно разделить на следующие группы [21,22]: