無源雙極化標簽式雷達目標的研究.pdf

1、隨著城市機動車擁有量的迅速提高，構建有效的城市道路機動車交通流量監(jiān)控和交通信號燈控制的自動化管理系統(tǒng)已成為現(xiàn)代化城市基礎設施建設的重要課題。國內外在交通信息檢測領域的解決方案主要基于環(huán)形線圈傳感器、視頻監(jiān)控、紅外線檢測和射頻識別技術。面對城市機動車交通和環(huán)境的實際復雜情況，以上系統(tǒng)的實施在全天候、實時性、可靠性、準確性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、易實施性等方面都存在各自的缺陷或不足。本文在深入分析的基礎上認為，為機動車配置雷達目標并結合城市交通管

2、制雷達檢測系統(tǒng)是一個有效的方案。機動車輛雷達目標應不影響車輛外觀，同時具備免維護、易使用等特點。采用標簽式雷達目標是實現(xiàn)以上要求的可行結構。
　　 雷達目標是一類能對特定頻率范圍的雷達探測信號產生顯著反射的特殊的雷達反射器，它在雷達系統(tǒng)中能表現(xiàn)為遠大于其本身物理尺寸的雷達散射截面，將其放置在小型物體上，能顯著提高雷達對裝備有雷達目標物體的識別和探測能力?，F(xiàn)有的無源雷達目標由于自身結構特點無法在小型的交通工具上安裝使用。而射頻識別

3、技術由于識別距離不夠應付遠程交通檢測要求。本文針對現(xiàn)有雷達反射器存在的種種問題，提出了一種標簽式雷達目標，達到了體積小、無需機械固定、不改變被安裝設施外觀的目的，適合在城市交通中的機動車上安裝使用。
　　 面對城市中復雜多變的交通環(huán)境，我們在討論了各種天氣因素對不同頻段的電磁波損耗程度的基礎之上確定了文中標簽式雷達目標的工作頻率為2.4GHz，即S波段，確定了論文設計的出發(fā)點。雷達散射截面特性是表征雷達目標反射雷達電磁波能力的最

4、重要的性能，目標的雷達散射截面決定了雷達對目標的探測距離，目標的極化散射特性影響了雷達對目標的識別能力。文章在介紹了目標的材料、外形對電磁波反射特性的基礎上，采取了以L型片狀振子為基本單元的陣列形式來提高目標的雷達散射截面和交叉極化散射特性。
　　 針對不同電尺寸的物體我們必須選擇合適的算法來實現(xiàn)精確快速的計算其電磁散射特性。本文通過分析明確了利用矩量法來研究處于諧振區(qū)的雷達目標散射特性，利用混合法處理同時包含有電大和電小尺寸物

5、體的復雜目標的雷達散射特性，并且給出了L型振子的散射場積分方程。在綜合了先前理論基礎之上，我們在三維電磁仿真平臺Feko上首先研究了L型金屬振子在外來電磁波照射下的表面感應電流分布，討論了如何利用電流分布的同相疊加來加強陣列整體的交叉極化散射截面。其次對兩種不同排列形式的陣列進行了比較分析，確定了能提高雷達角度分辨率的具有較窄波瓣寬度分布形式的陣列作為雷達標簽的最終形式。最后我們將經(jīng)過優(yōu)化后的標簽在放置于實際尺寸大小的機動車進行了聯(lián)合仿