polsignature

Основная и поперечная сигнатуры перекрестной поляризации

Свернуть все на странице

Синтаксис

resp = polsignature(rcsmat)
resp = polsignature(rcsmat,type)
resp = polsignature(rcsmat,type,epsilon)
resp = polsignature(rcsmat,type,epsilon,tau)
polsignature(___)

Описание

пример

resp = polsignature(rcsmat) возвращает нормированную радарную сигнатуру сополяризации (co-pol) поперечного сечения, resp (в квадратных метрах), определяемый из матрицы поперечного сечения рассеяния, rcsmat объекта. Сигнатура является функцией поляризации передающей антенны, заданной углом эллиптичности и углом наклона поляризационного эллипса. В этом синтаксическом случае угол эллиптичности принимает значения [-45:45] и угол наклона принимает значения [-90:90]. Область выхода resp является матрицей 181 на 91, элементы которой соответствуют сигнатуре при каждом угле паре угол-наклон эллиптичности.

пример

resp = polsignature(rcsmat,type), в сложение, задает тип сигнатуры поляризации как один из 'c'|'x', где 'c' создает сигнатуру сополяризации и 'x' создает сигнатуру перекрестной поляризации (cross-pol). Значение по умолчанию этого параметра 'c'. Область выхода resp является матрицей 181 на 91, элементы которой соответствуют сигнатуре при каждом угле паре угол-наклон эллиптичности. Этот синтаксис может использовать входные параметры в предыдущем синтаксисе.

пример

resp = polsignature(rcsmat,type,epsilon)кроме того, задает угол эллиптичности поляризации передающей антенны (в степенях) как вектор с M длиной. Угол epsilon должен лежать между -45 ° и 45 °. Аргумент resp - 181-бай- M матрица, элементы которой соответствуют сигнатуре при каждой паре угол-угол эллиптичности. Этот синтаксис может использовать любой из входных параметров в предыдущих синтаксисах.

пример

resp = polsignature(rcsmat,type,epsilon,tau)кроме того, задает угол наклона поляризационного эллипса передаваемой волны (в степенях) как вектор с N длиной. Угол tau должно быть от -90 ° до 90 °. Подпись, resp, представлена как функция поляризации передающей антенны. Поляризация передающей антенны характеризуется углом эллиптичности, epsilon, и угол наклона, tau. Аргумент resp является N -by - M матрицей, элементы которой соответствуют сигнатуре при каждой паре угол-угол эллиптичности. Этот синтаксис может использовать любой из входных параметров в предыдущих синтаксисах.

пример

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

Примеры

свернуть все

Открыть Live Script

Вычислите и постройте график реакции сополяризации на матрицу поперечного сечения рассеяния, rscmat, двухгранного объекта. Задайте значения угла эллиптичности как [-45:45] и значения угла наклона как [-90:90]. Отобразите матрицу отклика как изображение.

Вычислите ответ сополяризации.

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

Постройте график характеристики сополяризации.

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 Live Script

Вычислите и постройте график перекрестной поляризации на матрицу поперечного сечения рассеяния, rscmat, двухгранного объекта. Задайте значения угла эллиптичности как [-45: 45], а значения угла наклона как [-90: 90]. Отобразите матрицу отклика как изображение.

Вычислите перекрестную поляризационную характеристику. Для этого установите type аргумент в 'x'. 

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

Постройте график перекрестной 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 Live Script

Установите угол эллиптичности равным нулю и измените угол наклона от -90 до + 90 степени, чтобы сгенерировать все возможные направления линейной поляризации. Затем постройте график и основная и поперечная сигнатуры перекрестной 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 Live Script

Этот пример показывает, как получить числовые значения для сигнатур поляризации двухгранной цели для левой и правой кругово поляризованных падающих волн.

Задайте радарную матрицу поперечного сечения диэдра

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

Задайте левую циркулярно-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

Задайте правую циркулярно-поляризованную волну путем комплексного сопряжения левой циркулярно-поляризованной волны. Получите угол наклона поляризационного эллипса и эллиптичность.

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

Оба угла наклона составляют 45 степени. Вычислите основная и поперечная сигнатуры перекрестной поляризации для этих 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 Live Script

Используйте общую матрицу RCSM, чтобы создать 3-D объемную поверхностную диаграмму. 

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

Не имея выходных аргументов, polsignature автоматически создает объемную поверхностную диаграмму.

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

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

Входные параметры

свернуть все

Радарная матрица рассеяния поперечных сечений (RCSM) объекта, заданная как комплексная матрица 2 на 2. Радиолокационная матрица рассеяния поперечного сечения описывает поляризацию рассеянной волны как функцию поляризации падающей волны на цель. Ответ на падающую волну может быть выполнен из отдельных откликов на горизонтальные и вертикальные компоненты поляризации падающего поля. Эти компоненты берутся 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. Матричный RCSM содержит четыре компонента [rcs_hh rcs_hv;rcs_vh rcs_vv] где каждый компонент является радиолокационным сечением, заданным поляризацией передающих и приемных антенн.

  • rcs_hh - Горизонтальная характеристика из-за горизонтального компонента передачи

  • rcs_hv - Горизонтальная характеристика из-за вертикальной составляющей поляризации передачи

  • rcs_vh - Вертикальная характеристика из-за горизонтальной составляющей поляризации передачи

  • rcs_vv - Вертикальный ответ из-за вертикальной составляющей поляризации передачи

В моностатическом радиолокационном случае, когда волна рассеяна назад, матрица RCSM симметрична.

Пример: [-1,1i;1i,1]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Сигнатура поляризации рассеянной волны, заданный одним символом: 'c' обозначающие сополяризованную сигнатуру или 'x' обозначают поперечную поляризованную сигнатуру.

Пример: 'x'

Типы данных: char

Угол эллиптичности поляризационного эллипса переданной волны, заданный как вектор с M длиной. Модулями являются степени. Угол эллиптичности описывает форму эллипса. По определению тангенс угла эллиптичности является отношением знаков малой оси к большой оси поляризационного эллипса. Поскольку абсолютное значение этого отношения не может превысить единицу, угол эллиптичности лежит между ± 45 °.

Пример: [-45:0.5:45]

Типы данных: double

Угол наклона поляризационного эллипса переданной волны, заданный как вектор с N длиной. Модулями являются степени. Угол наклона определяется как угол между большой полуосью эллипса и x -осью. Поскольку эллипс симметричен, эллипс с углом наклона 100 ° является таким же эллипсом, как 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

Нормированная амплитудная характеристика, возвращенная как скалярная или N -by - M, вещественная матрица, имеющая значения от 0 до 1. resp возвращает значение для каждой пары угол эллиптичности-наклона.

Подробнее о

свернуть все

Матрица поперечного сечения рассеяния

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

Когда поляризованная плоская волна падает на объект, амплитуда и поляризация рассеянной волны могут измениться относительно поляризации падающей волны. Поляризация может зависеть от направления, от которого наблюдается рассеянная волна. Точный способ изменения поляризации зависит от свойств объекта рассеяния. Величина, описывающая ответ объекта на падающее поле, называется матрицей поперечного сечения рассеяния, S. Матрица рассеяния может быть измерена следующим образом: когда модуль амплитуда горизонтально поляризованной волны рассеивается, получаются как горизонтальный так и вертикальный рассеянный компонент. Вызовите эти два компонента SHH и SVH. Это комплексные числа, содержащие амплитуду и фазу изменения по сравнению с падающей волной. Точно так же, когда амплитуда единичной амплитуды вертикально поляризованная волна рассеивается, получаемый горизонтальный и вертикальный рассеянный компонент SHV и SVV. Поскольку любое падающее поле может быть разложено на горизонтальные и вертикальные компоненты, сложите эти величины в матрицу и запишите рассеянное поле с точки зрения падающего поля

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

Матрица поперечного сечения рассеяния зависит от углов, которые задают падающее и рассеянное поля с объектом. Когда падающее поле рассеивается назад к передающей антенне, матрица рассеяния симметрична.

Сигнатура поляризации

Сигнатура поляризации для визуализации матрицы поперечного сечения рассеяния.

Чтобы понять, как рассеянная волна зависит от поляризации падающей волны, необходимо изучить все возможные поляризации рассеянного поля для каждой падающей поляризации. Поскольку такой объем данных трудно визуализировать, можно посмотреть на две конкретные рассеянные поляризации:

  • Выберите одну поляризацию, которая имеет ту же поляризацию, что и падающее поле (сополяризация)

  • Выберите вторую, которая ортогональна поляризации падающего поля (перекрестная поляризация)

И падающее, и ортогональное состояния поляризации могут быть заданы в терминах угла наклона-угол эллиптичности пары (τ,ε). Из наклона падающего поля и углов эллиптичности единичный падающий вектор поляризации может быть выражен как

[EH(inc)EV(inc)]=[cosτ−sinτsinτcosτ][cosεjsinε]

в то время как ортогональный вектор поляризации

[EH(inc)⊥EV(inc)⊥]=[−sinτ−cosτcosτ−sinτ][cosε−jsinε]

Чтобы сформировать сигнатуру сополяризации, используйте матрицу RCSM, S, чтобы вычислить:

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

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

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

Выходы этой функции являются абсолютным значением каждой сигнатуры, нормированной ее максимальным значением.

Ссылки

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

[2] Fawwaz, U. and C. Elachi. Радиолокационная поляриметрия для приложений геологов. Дом Артеха, 1990.

[3] Ли, Дж. И. Поттье. Поляриметрическое радиолокационное изображение: от основ к применениям. CRC Press, 2009.

Расширенные возможности

.

См. также

| |

Введенный в R2013a

Документация по Phased Array System Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте