一种快速高效的极化互易性验证方法技术

本发明专利技术涉及一种快速高效的极化互易性验证方法，首先计算交叉通道的互相关系数ρ，对互相关系数ρ进行判断，然后对全极化数据进行Pauli分解，得到α，β，γ，δ分量，然后根据这四个分量计算相关系数和互易部分所占比例

A fast and efficient verification method for polarization reciprocity

The invention relates to a fast and efficient method for verifying polarization reciprocity. First, the cross-correlation coefficients of cross-channels are calculated, and then the cross-correlation coefficients are judged. Then the full-polarization data are decomposed into Pauli components to obtain a, a, a, and a delta components. Then the correlation coefficients and the proportion of reciprocal components are calculated according to these four components.

【技术实现步骤摘要】
一种快速高效的极化互易性验证方法
本专利技术涉及信号处理领域，具体涉及一种快速高效的极化互易性验证方法。
技术介绍
由互易性原理可知，单静态情况下，在均匀、各向同性的传播介质中，线性目标的极化散射矩阵是对称的，即SHV＝SVH，极化信息的处理过程都是建立在散射矩阵对称的基础之上。但是在通常情况下测量得到的极化散射矩阵都是非对称的，意味着目标的互易性在测量过程中遭到了破坏，导致极化散射矩阵的变质。这主要是由以下原因引起的：在雷达系统中，远场条件下假设电磁波是平面波，但是在实际中的测量是在准远场的条件下进行的，就不能认为雷达接收波是严格的平面波；实际中测量系统很难保证单站条件；全极化雷达系统中的两个接收极化通道之间难以保持幅相特性一致，即使进行了系统校正，也会存在很多误差。所以对极化散射矩阵进行互易性验证变得必不可少。雷达系统对极化交叉通道满足互易性与正交天线的校准有很大的关系，精度越高意味正交天线校正的越复杂越耗时，所以专利技术一种快速高效的极化互易性验证方法对正交天线校正有很重要的指导意义。
技术实现思路
要解决的技术问题为了解决全极化雷达正常情况下极化目标交叉通道极化散射矩阵不对称时，进行互易性验证所面对的精度和效率的问题，本专利技术提出一种快速高效的极化互易性验证方法。技术方案一种快速高效的极化互易性验证方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据全极化数据计算交叉通道的互相关系数ρ；步骤2：判断ρ是否小于0.8，如果ρ＜0.8则极化目标不满足互易性，否则转至步骤3；步骤3：对全极化数据进行Pauli分解，求得奇次散射分量α、偶次散射分量β、旋转π/4偶次散射分量γ、反对称分量δ；步骤4：计算目标互易部分所占比例步骤5：判断θrec是否大于π/4，如果θrec＞π/4，则极化目标不满足互易性，否则转至步骤6；步骤6：判断θrec是否小于等于π/8，如果θrec≤π/8，则极化目标对称，输出结果，否则极化目标不对称，判断完成并停止。有益效果本专利技术提出的一种快速高效的极化互易性验证方法，该方法根据极化正交通道校正的要求，通过计算相关系数和互易部分所占比例θrec，得到满足极化校正要求精度的互易性验证方法，大大的提高了极化互易性验证的精度及效率。附图说明图1本专利技术流程图图2交叉极化通道的相关性图3未去掉互易散射体的θrec分布图图4去掉互易散射体的θrec分布图具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：本专利技术方法包括以下步骤：(a)根据获得的全极化数据，计算交叉通道的互相关系数；(b)判断ρ＜0.8，如果ρ＜0.8则极化目标不满足互易性，否则转至(c)；(c)对全极化数据进行Pauli分解，求得α,β,γ,δ分量；对应分量分别为奇次散射分量、偶次散射分量、旋转π/4偶次散射分量、反对称分量；(d)计算目标互易部分所占比例(e)判断θrec＞π/4，如果θrec＞π/4，则极化目标不满足互易性，否则转至(f)；(f)判断θrec≤π/8，如果θrec≤π/8则极化目标对称，输出结果，否则转至(g)；(g)极化目标不对称，判断完成并停止。步骤(a)中根据具体系统精度要求选择极化目标并计算相关性系数ρ，具体为，首先判断相关性系数ρ的均值是否能满足高度相关的阈值范围(0.8±-±1.00)对相关性系数阈值的要求，如果满足在理想情况，即单静态情况下，均匀、各向同性的传播介质，ρ＝1.0；在正常情况下，满足互易性条件时0.8＜ρ＜1.0。步骤(c)对全极化数据进行Pauli分解，在求α,β,γ,δ分量时，为了防止步骤(d)中出现分母为0的情况，给计算结果都加了一个极小值，也即实际计算的是其中eps为一个大于零的极小值。步骤(e)中利用计算的结果为实际极化数据的N行M列个值，在进行验证θrec＞π/4，因为正交天线的垂直和水平通道关于π/4对称，通过计算其均值及方差来综合判定，通常情况下，方差越小，数据越稳定。步骤(f)中θrec≥0是因为人造目标相比自然目标具有对称性，δ是非对称部分，所以对于对称的人造目标θrec≤π/8是因为人造目标和自然目标关于π/8分为对称和非对称部分，所以通过可推导出θrec关于对称目标的阈值范围。实验一：极化互易性验证方法的结果如表1所示。1本专利技术方法中互易性验证结果全极化数据距离单元个数θrec均值θrec方差HV与VH通道相关系数110000.07130682164599870.004206891892656350.978319522679885210000.07149987613679730.004425255665629540.980253121304009310000.07122234910931050.004026422676080270.974965309644027410000.06884546507804400.004351610161334730.978089451403735510000.06914532975640150.003840937005027990.980633725028901610000.06734770727974360.004006216444457730.980172223774880710000.06527879687660480.003585449503493460.986072557799861810000.06759556387202640.005134310915922420.984859713655150910000.06234044907251950.003851936403542350.9784164407938981010000.06951632048331090.004571178737350000.975687990936263采用10组公开的全极化数据，通过表1数据可以看出，θrec均值满足θrec＜π/4，θrec方差为e-3量级，说明数据的稳定性很高，相关性系数ρ＞0.8，进一步证明了交叉极化通道的相关性满足互易性验证，比仅仅通过判断θrec来验证互易性，精度及效率都有了很大的提高。实验二：极化互易性验证方法的结果如图2-4所示。图2是对极化交叉通道的数据按列进行相关，可以看出相关性较高，相关系数都大于0.8。从图2中可以看出，场景中大部分像素的互易性都较好。但还是存在一些较强的非互易散射体。图4将互易散射体去掉后，从图中可以明显的看到一些孤立的非互易散射体的存在。结合图3和图4计算结果，感兴趣的人造目标的互易性均较好。人造目标相比自然目标较大的区别就在于其具有对称性，因此可以利用对称性分辨人造目标，通过以上实验结果可以看出，本专利技术的方法可以通过多参数的的选择来实现高效的精度和优化的极化互易性验证方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速高效的极化互易性验证方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据全极化数据计算交叉通道的互相关系数ρ；步骤2：判断ρ是否小于0.8，如果ρ＜0.8则极化目标不满足互易性，否则转至步骤3；步骤3：对全极化数据进行Pauli分解，求得奇次散射分量α、偶次散射分量β、旋转π/4偶次散射分量γ、反对称分量δ；步骤4：计算目标互易部分所占比例

【技术特征摘要】
1.一种快速高效的极化互易性验证方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据全极化数据计算交叉通道的互相关系数ρ；步骤2：判断ρ是否小于0.8，如果ρ＜0.8则极化目标不满足互易性，否则转至步骤3；步骤3：对全极化数据进行Pauli分解，求得奇次散射分量α、偶次散射分量β、旋转π/4偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，杨刚，袁子乔，李静静，杜力，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61