無源雙極化標(biāo)簽式雷達(dá)目標(biāo)的研究.pdf

1、隨著城市機(jī)動(dòng)車擁有量的迅速提高，構(gòu)建有效的城市道路機(jī)動(dòng)車交通流量監(jiān)控和交通信號(hào)燈控制的自動(dòng)化管理系統(tǒng)已成為現(xiàn)代化城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要課題。國(guó)內(nèi)外在交通信息檢測(cè)領(lǐng)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(cè)和射頻識(shí)別技術(shù)。面對(duì)城市機(jī)動(dòng)車交通和環(huán)境的實(shí)際復(fù)雜情況，以上系統(tǒng)的實(shí)施在全天候、實(shí)時(shí)性、可靠性、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、易實(shí)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(chǔ)上認(rèn)為，為機(jī)動(dòng)車配置雷達(dá)目標(biāo)并結(jié)合城市交通管

2、制雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)有效的方案。機(jī)動(dòng)車輛雷達(dá)目標(biāo)應(yīng)不影響車輛外觀，同時(shí)具備免維護(hù)、易使用等特點(diǎn)。采用標(biāo)簽式雷達(dá)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)以上要求的可行結(jié)構(gòu)。
　　 雷達(dá)目標(biāo)是一類能對(duì)特定頻率范圍的雷達(dá)探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生顯著反射的特殊的雷達(dá)反射器，它在雷達(dá)系統(tǒng)中能表現(xiàn)為遠(yuǎn)大于其本身物理尺寸的雷達(dá)散射截面，將其放置在小型物體上，能顯著提高雷達(dá)對(duì)裝備有雷達(dá)目標(biāo)物體的識(shí)別和探測(cè)能力。現(xiàn)有的無源雷達(dá)目標(biāo)由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)無法在小型的交通工具上安裝使用。而射頻識(shí)別

3、技術(shù)由于識(shí)別距離不夠應(yīng)付遠(yuǎn)程交通檢測(cè)要求。本文針對(duì)現(xiàn)有雷達(dá)反射器存在的種種問題，提出了一種標(biāo)簽式雷達(dá)目標(biāo)，達(dá)到了體積小、無需機(jī)械固定、不改變被安裝設(shè)施外觀的目的，適合在城市交通中的機(jī)動(dòng)車上安裝使用。
　　 面對(duì)城市中復(fù)雜多變的交通環(huán)境，我們?cè)谟懻摿烁鞣N天氣因素對(duì)不同頻段的電磁波損耗程度的基礎(chǔ)之上確定了文中標(biāo)簽式雷達(dá)目標(biāo)的工作頻率為2.4GHz，即S波段，確定了論文設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。雷達(dá)散射截面特性是表征雷達(dá)目標(biāo)反射雷達(dá)電磁波能力的最

4、重要的性能，目標(biāo)的雷達(dá)散射截面決定了雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)距離，目標(biāo)的極化散射特性影響了雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的識(shí)別能力。文章在介紹了目標(biāo)的材料、外形對(duì)電磁波反射特性的基礎(chǔ)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(biāo)的雷達(dá)散射截面和交叉極化散射特性。
　　 針對(duì)不同電尺寸的物體我們必須選擇合適的算法來實(shí)現(xiàn)精確快速的計(jì)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(dá)目標(biāo)散射特性，利用混合法處理同時(shí)包含有電大和電小尺寸物

5、體的復(fù)雜目標(biāo)的雷達(dá)散射特性，并且給出了L型振子的散射場(chǎng)積分方程。在綜合了先前理論基礎(chǔ)之上，我們?cè)谌S電磁仿真平臺(tái)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(yīng)電流分布，討論了如何利用電流分布的同相疊加來加強(qiáng)陣列整體的交叉極化散射截面。其次對(duì)兩種不同排列形式的陣列進(jìn)行了比較分析，確定了能提高雷達(dá)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(dá)標(biāo)簽的最終形式。最后我們將經(jīng)過優(yōu)化后的標(biāo)簽在放置于實(shí)際尺寸大小的機(jī)動(dòng)車進(jìn)行了聯(lián)合仿