高分辨全极化昆虫雷达极化校准与昆虫体轴方向估计

TN95; 迁飞性虫害突发性强、危害范围广,严重威胁国家粮食安全.昆虫雷达是监测昆虫迁飞的最有效手段,可为迁飞虫害预警防控提供关键信息支撑.传统昆虫雷达通过低分辨波形、旋转线极化天线等方式,实现昆虫体重、体轴方向等生物学参数测量.新型昆虫雷达采用调频步进频高分辨波形、瞬时全极化体制,可大幅提升昆虫生物学参数测量精度.但是,在传统极化测量误差之外,调频步进频成像会给不同极化通道引入新的乘性误差分量,导致极化通道间不一致更加复杂,必须进行高精度极化校准.针对以上问题,该文结合调频步进频波形特点对全极化测量模型进行了优化,并设计了一种基于松姿态约束下双定标体(金属球和金属丝)联合的高分辨全极化雷达极...

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Published in雷达学报 Vol. 12; no. 2; pp. 425 - 440
Main Authors 李沐阳, 胡程, 王锐, 李卫东, 姜琦, 李云龙, 钱李昌, 王江涛
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所 北京 100081 01.04.2023
北京理工大学前沿技术研究院 济南 250300%中国人民解放军31511部队 北京 100037
卫星导航电子信息技术教育部重点实验室(北京理工大学) 北京 100081
卫星导航电子信息技术教育部重点实验室(北京理工大学) 北京 100081%北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所 北京 100081
Subjects
全极化昆虫雷达
体轴方向估计
极化校准
极化信息
参数反演
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ISSN2095-283X
DOI10.12000/JR22193

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Abstract TN95; 迁飞性虫害突发性强、危害范围广,严重威胁国家粮食安全.昆虫雷达是监测昆虫迁飞的最有效手段,可为迁飞虫害预警防控提供关键信息支撑.传统昆虫雷达通过低分辨波形、旋转线极化天线等方式,实现昆虫体重、体轴方向等生物学参数测量.新型昆虫雷达采用调频步进频高分辨波形、瞬时全极化体制,可大幅提升昆虫生物学参数测量精度.但是,在传统极化测量误差之外,调频步进频成像会给不同极化通道引入新的乘性误差分量,导致极化通道间不一致更加复杂,必须进行高精度极化校准.针对以上问题,该文结合调频步进频波形特点对全极化测量模型进行了优化,并设计了一种基于松姿态约束下双定标体(金属球和金属丝)联合的高分辨全极化雷达极化校准方法,补偿了系统通道间不一致对极化信息测量的影响;在此基础上,进一步提出了基于生物对称模型的昆虫体轴方向估计方法,解析推导分析了极化通道间交叉串扰对体轴方向估计的影响机制.最后,利用多频全极化雷达(X,Ku,Ka)进行了极化校准和昆虫轴向测量实验,实测昆虫体轴方向测量误差优于3°,验证了所提方法的有效性.
AbstractList TN95; 迁飞性虫害突发性强、危害范围广,严重威胁国家粮食安全.昆虫雷达是监测昆虫迁飞的最有效手段,可为迁飞虫害预警防控提供关键信息支撑.传统昆虫雷达通过低分辨波形、旋转线极化天线等方式,实现昆虫体重、体轴方向等生物学参数测量.新型昆虫雷达采用调频步进频高分辨波形、瞬时全极化体制,可大幅提升昆虫生物学参数测量精度.但是,在传统极化测量误差之外,调频步进频成像会给不同极化通道引入新的乘性误差分量,导致极化通道间不一致更加复杂,必须进行高精度极化校准.针对以上问题,该文结合调频步进频波形特点对全极化测量模型进行了优化,并设计了一种基于松姿态约束下双定标体(金属球和金属丝)联合的高分辨全极化雷达极化校准方法,补偿了系统通道间不一致对极化信息测量的影响;在此基础上,进一步提出了基于生物对称模型的昆虫体轴方向估计方法,解析推导分析了极化通道间交叉串扰对体轴方向估计的影响机制.最后,利用多频全极化雷达(X,Ku,Ka)进行了极化校准和昆虫轴向测量实验,实测昆虫体轴方向测量误差优于3°,验证了所提方法的有效性.
Author 李沐阳
李卫东
姜琦
钱李昌
王江涛
胡程
王锐
李云龙
AuthorAffiliation 北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所 北京 100081;卫星导航电子信息技术教育部重点实验室(北京理工大学) 北京 100081%北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所 北京 100081;卫星导航电子信息技术教育部重点实验室(北京理工大学) 北京 100081;北京理工大学前沿技术研究院 济南 250300%中国人民解放军31511部队 北京 100037
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LI Yunlong
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Issue 2
Keywords 全极化昆虫雷达
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Title 高分辨全极化昆虫雷达极化校准与昆虫体轴方向估计
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