Exponenta Banner
exponenta event banner

polsignature

Кополяризационные и кросс-поляризационные сигнатуры

свернуть все на странице

Синтаксис

resp = polsignature (rcsmat)
resp = polsignature (rcsmat, тип)
resp = polsignature (rcsmat, тип, эпсилон)
resp = polsignature (rcsmat, тип, эпсилон, тау)
Полсигнатура (___)

Описание

пример

resp = polsignature(rcsmat) возвращает нормализованную сигнатуру кополяризации (copol) сечения радара, resp (в квадратных метрах), определяется по матрице поперечного сечения рассеяния, rcsmat объекта. Сигнатура является функцией поляризации передающей антенны, определяемой углом эллиптичности и углом наклона эллипса поляризации. В этом синтаксисе угол эллиптичности принимает значения [-45:45] и угол наклона принимает значения [-90:90]. Продукция resp - матрица 181 на 91, элементы которой соответствуют сигнатуре в каждой паре угол-угол наклона эллиптичности.

пример

resp = polsignature(rcsmat,type), кроме того, определяет тип сигнатуры поляризации как один из 'c'|'x', где 'c' создает сигнатуру кополяризации и 'x' создает сигнатуру кросс-поляризации (cross-pol). Значение этого параметра по умолчанию: 'c'. Продукция resp - матрица 181 на 91, элементы которой соответствуют сигнатуре в каждой паре угол-угол наклона эллиптичности. Этот синтаксис может использовать входные аргументы в предыдущем синтаксисе.

пример

resp = polsignature(rcsmat,type,epsilon)кроме того, определяет угол эллиптичности поляризации передающей антенны (в градусах) как вектор длины-М. Угол epsilon должен лежать между -45 ° и 45 °. Аргументresp - 181-by-M матрица, элементы которой соответствуют сигнатуре в каждой угловой паре эллиптичность/угол наклона. Этот синтаксис может использовать любой из входных аргументов в предыдущих синтаксисах.

пример

resp = polsignature(rcsmat,type,epsilon,tau), кроме того, задает угол наклона эллипса поляризации передаваемой волны (в градусах) в виде вектора длины-N. Угол tau должно находиться в диапазоне от -90 ° до 90 °. Подпись,resp, представлена как функция поляризации передающей антенны. Поляризация передающей антенны характеризуется углом эллиптичности, epsilonи угол наклона, tau. Аргумент resp - матрица N-на-М, элементы которой соответствуют сигнатуре в каждой паре угол-угол наклона эллиптичности. Этот синтаксис может использовать любой из входных аргументов в предыдущих синтаксисах.

пример

polsignature(___) строит график трехмерной поверхности с использованием любой из синтаксических форм, указанных выше.

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Рассчитайте и постройте график реакции кополяризации на матрицу поперечного сечения рассеяния, rscmat, двугранного объекта. Задайте значения угла эллиптичности как [-45:45] и значения угла наклона как [-90:90]. Отображение матрицы отклика в виде изображения.

Вычислите отклик кополяризации.

rscmat = [-1,0;0,1];
resp = polsignature(rscmat);

Постройте график реакции кополяризации.

el = [-45:45];
tilt = [-90:90];
imagesc(el,tilt,resp);
ylabel('Tilt (degrees)');
xlabel('Ellipticity Angle (degrees)')
axis image
ax = gca;
ax.XTick = [-45:15:45];
ax.YTick = [-90:15:90];
title('Co-polarization signature of dihedral');
colorbar;

Figure contains an axes. The axes with title Co-polarization signature of dihedral contains an object of type image.

Открыть сценарий в реальном времени

Рассчитайте и постройте график реакции кросс-поляризации на матрицу поперечного сечения рассеяния, rscmat, двугранного объекта. Задайте значения угла эллиптичности [-45: 45] и угла наклона [-90: 90]. Отображение матрицы отклика в виде изображения.

Вычислите отклик кросс-поляризации. Для этого установите type аргумент для 'x'. 

rscmat = [-1,0;0,1];
resp = polsignature(rscmat,'x');

Постройте график характеристики кросс-поляризации.

el = [-45:45];
tilt = [-90:90];
imagesc(el,tilt,resp);
ylabel('Tilt (degrees)');
xlabel('Ellipticity Angle (degrees)');
axis image
ax = gca;
ax.XTick = [-45:15:45];
ax.YTick = [-90:15:90];
title('Cross-polarization signature of dihedral');
colorbar;

Figure contains an axes. The axes with title Cross-polarization signature of dihedral contains an object of type image.

Открыть сценарий в реальном времени

Установите угол эллиптичности равным нулю и измените угол наклона от -90 до + 90 градусов, чтобы создать все возможные направления линейной поляризации. Затем постройте график как кополяризации, так и кросс-поляризации .

rscmat = [-1,0;0,1];
el = [0];
respc = polsignature(rscmat,'c',el);
respx = polsignature(rscmat,'x',el);
tilt = [-90:90];
plot(tilt,respc,'b',tilt,respx,'r')
ax = gca;
ax.XLim = [-90,90];
ax.XTick = [-90:15:90];
legend('Co-polarization','Cross-polarization')
title('Signatures for linear polarization')
xlabel('Tilt angle (degrees)')
ylabel('Signature')

Figure contains an axes. The axes with title Signatures for linear polarization contains 2 objects of type line. These objects represent Co-polarization, Cross-polarization.

Открыть сценарий в реальном времени

В этом примере показано, как получить числовые значения для сигнатур поляризации двугранной мишени для левых и правых циркулярно поляризованных падающих волн.

Указать матрицу сечения РЛС двугранного

rscmat = [-1,0;0,1];

Укажите левую кругово-поляризованную волну и получите ее угол наклона и эллиптичность.

fv = 1/sqrt(2)*[1;1i];
[tilt_lcp,el_lcp] = polellip(fv);
disp([tilt_lcp,el_lcp])
    45    45

Укажите правую кругово-поляризованную волну комплексным сопряжением левой кругово-поляризованной волны. Получение угла наклона эллипса поляризации и эллиптичности.

[tilt_rcp,el_rcp] = polellip(conj(fv));
disp([tilt_rcp,el_rcp])
    45   -45

Оба угла наклона - 45 градусов. Вычислите сигнатуры кополяризации и кросс-поляризации для двух волн.

el = [el_lcp, el_rcp];
tilt = tilt_rcp;
respc = polsignature(rscmat,'c',el,tilt);
respx = polsignature(rscmat,'x',el,tilt);
disp(respc)
     1     1

disp(respx)
     1     1
Открыть сценарий в реальном времени

Используйте общую матрицу RCSM для создания графика 3-D поверхности. 

rscmat = [1i*2,0.5; 0.5, -1i];
el = [-45:45];
tilt = [-90:90];

Без выходных аргументов, polsignature автоматически создает график поверхности.

polsignature(rscmat,'c',el,tilt);

Figure contains an axes. The axes with title Co-Pol Response contains an object of type surface.

Входные аргументы

свернуть все

Радиолокационная матрица рассеяния (RCSM) объекта, заданная как матрица 2 на 2, с комплексными значениями. Матрица рассеяния в поперечном сечении радара описывает поляризацию рассеянной волны как функцию поляризации падающей волны на цель. Реакция на падающую волну может быть построена из индивидуальных реакций на компоненты горизонтальной и вертикальной поляризации падающего поля. Эти компоненты взяты относительно передающей антенны или локальной системы координат решетки. Рассеянная волна может быть разложена на компоненты горизонтальной и вертикальной поляризации относительно приемной антенны или локальной системы координат решетки. Матрица RCSM содержит четыре компонента [rcs_hh rcs_hv;rcs_vh rcs_vv] где каждая составляющая представляет собой сечение радара, определяемое поляризацией передающей и приемной антенн.

  • rcs_hh - Горизонтальный отклик из-за компонента горизонтальной поляризации передачи

  • rcs_hv - Горизонтальный отклик из-за компонента вертикальной поляризации передачи

  • rcs_vh - Вертикальный отклик из-за компонента горизонтальной поляризации передачи

  • rcs_vv - Вертикальный отклик из-за компонента вертикальной поляризации передачи

В случае моностатического радара, когда волна рассеивается назад, матрица RCSM симметрична.

Пример: [-1,1i;1i,1]

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

Тип сигнатуры поляризации рассеянной волны, заданный одним символом: 'c' обозначающая кополяризованную сигнатуру или 'x' обозначают кросс-поляризованную сигнатуру.

Пример: 'x'

Типы данных: char

Угол эллиптичности эллипса поляризации передаваемой волны, заданный как вектор длины-М. Единицы измерения - градусы. Угол эллиптичности описывает форму эллипса. По определению, касательная угла эллиптичности - это отношение знака полуоси к полуоси эллипса поляризации. Поскольку абсолютное значение этого отношения не может превышать единицы, угол эллиптичности лежит между ± 45 °.

Пример: [-45:0.5:45]

Типы данных: double

Угол наклона эллипса поляризации передаваемой волны, заданный как вектор длины-N. Единицы измерения - градусы. Угол наклона определяется как угол между большой полуосью эллипса и осью X. Поскольку эллипс симметричен, эллипс с углом наклона 100 ° является тем же эллипсом, что и эллипс с углом наклона -80 °. Поэтому угол наклона должен быть задан только между ± 90 °.

Пример: [-30:2:30]

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Нормализованный отклик величины возвращен в виде скалярной или N-на-М, вещественной матрицы, имеющей значения от 0 до 1. resp возвращает значение для каждой пары эллиптичность-угол наклона.

Подробнее

свернуть все

Матрица поперечного сечения рассеяния

Матрица поперечного сечения рассеяния определяет отклик объекта на падающее поляризованное электромагнитное поле.

Когда поляризованная плоская волна падает на объект, амплитуда и поляризация рассеянной волны могут изменяться относительно поляризации падающей волны. Поляризация может зависеть от направления, с которого наблюдается рассеянная волна. Точный способ изменения поляризации зависит от свойств объекта рассеяния. Величина, описывающая отклик объекта на падающее поле, называется матрицей поперечного сечения рассеяния, S. Матрица рассеяния может быть измерена следующим образом: при рассеянии единичной амплитуды горизонтально поляризованной волны образуется как горизонтальная, так и вертикальная рассеянная составляющая. Вызовите эти два компонента SHH и SVH. Это комплексные числа, содержащие изменения амплитуды и фазы падающей волны. Аналогично, когда единичная амплитуда вертикально поляризованной волны рассеивается, получаемая горизонтальная и вертикальная рассеянная составляющая является SHV и SVV. Поскольку любое поле инцидента может быть разложено на горизонтальные и вертикальные компоненты, скопируйте эти величины в матрицу и запишите рассеянное поле в виде поля инцидента.

[EH (sc) EV (sc)] = [SHHSVHVSVV] [EH (inc) EV (inc)] = S [EH (inc) EV (inc)]

Матрица поперечного сечения рассеяния зависит от углов, которые создают падающие и рассеянные поля с объектом. Когда падающее поле обратно рассеивается на передающую антенну, матрица рассеяния симметрична.

Поляризационная сигнатура

Поляризационная сигнатура для визуализации матрицы поперечного сечения рассеяния.

Чтобы понять, как рассеянная волна зависит от поляризации падающей волны, требуется изучение всех возможных поляризаций рассеянного поля для каждой падающей поляризации. Поскольку этот объем данных трудно визуализировать, можно посмотреть на две конкретные рассеянные поляризации:

  • Выберите поляризацию, которая имеет ту же поляризацию, что и поле падения (кополяризация)

  • Выберите второй, ортогональный поляризации падающего поля (перекрестной поляризации)

И инцидент и ортогональные виды поляризации могут быть определены с точки зрения угловой пары эллиптичности угла наклона (τ,ε). Из углов наклона падающего поля и эллиптичности единичный вектор поляризации падающего поля может быть выражен как

[EH (inc) EV (inc)] = [cosun− sinü sinstartcos

в то время как вектор ортогональной поляризации равен

[EH (inc) ⊥EV (inc) ⊥]=[−sinτ−cosτcosτ−sinτ] [cosun− jsin

Чтобы сформировать сигнатуру кополяризации, используйте матрицу RCSM S для вычисления:

P (co) = [EH (inc) EV (inc)] * S [EH (inc) EV (inc)]

где []* обозначает комплексное сопряжение. Для сигнатуры кросс-поляризации вычислите

P (кросс) = [EH (inc) ⊥EV (inc) ⊥] * S [EH (inc) EV (inc)]

Выводом этой функции является абсолютное значение каждой сигнатуры, нормализованное на ее максимальное значение.

Ссылки

[1] Mott, H. Antennas for Radar and Communications.John Wiley & Sons, 1992.

[2] Фавваз, У. и К. Элачи. Радиолокационная поляриметрия для применения в области геологии. Artech House, 1990.

[3] Ли, J. и E. Более незначительный. Поляриметрическая радиолокационная визуализация: от основ до приложений. КПР Пресс, 2009.

Расширенные возможности

.

См. также

| |

Представлен в R2013a

Документация по панели инструментов системы поэтапной обработки массивов

Поддержка