電磁波極化的統(tǒng)計特性及應(yīng)用

前言 第1章 緒論 1 1.1 電磁波極化的概念及表征 2 1.1.1 電磁波極化的概念 2 1.1.2 完全極化電磁波的表征 3 1.1.3 部分極化電磁波的表征 5 1.1.4 電磁波極化的瞬態(tài)極化表征 8 1.2 電磁波極化的統(tǒng)計特性10 1.2.1 電磁波極化參量的統(tǒng)計特性研究現(xiàn)狀 10 1.2.2 雷達電磁環(huán)境極化特性的測量研究現(xiàn)狀 13 1.3 電磁波極化的典型應(yīng)用 16 參考文獻 20 第2章 零均值復高斯分布電磁波極化的統(tǒng)計特性 28 2.1 零均值復高斯分布電磁波Jones矢量及其幅相的統(tǒng)計特性 28 2.1.1 Jones矢量的統(tǒng)計表征 29 2.1.2 幅度的概率密度分布及其數(shù)字特征 30 2.1.3 功率的統(tǒng)計分布 32 2.2 零均值復高斯分布電磁波極化比和橢圓描述子的統(tǒng)計特性 33 2.2.1 極化比的統(tǒng)計特性 33 2.2.2 極化橢圓描述子的統(tǒng)計特性 36 2.3 零均值復高斯分布電磁波Stokes矢量的統(tǒng)計特性 38 2.3.1 瞬時Stokes矢量各分量的統(tǒng)計分布 39 2.3.2 Stokes子矢量的統(tǒng)計分布 45 2.3.3 (gHV 0 ，gHV 1 ，gHV 2 )的聯(lián)合統(tǒng)計分布 47 2.3.4 仿真實驗與結(jié)果分析 49 2.4 零均值復高斯分布電磁波IPPV的統(tǒng)計特性 53 2.4.1 IPPV各分量的概率密度分布 53 2.4.2 IPPV各分量的聯(lián)合統(tǒng)計分布 59 2.4.3 IPPV的數(shù)字特征 60 2.4.4 極化散度與極化起伏度 67 2.4.5 極化斜度與極化峰度 69 2.5 零均值復高斯分布電磁波平均極化狀態(tài)參量的統(tǒng)計特性 74 2.5.1 平均極化Jones矢量統(tǒng)計特性 74 2.5.2 平均極化比統(tǒng)計特性 75 2.5.3 平均Stokes矢量統(tǒng)計特性 78 2.5.4 仿真實驗與結(jié)果分析 80 2.6 零均值復高斯分布電磁波極化度的統(tǒng)計特性 83 2.6.1 基于協(xié)方差矩陣的極化度估計量統(tǒng)計特性 84 2.6.2 基于Stokes矢量的極化度估計量統(tǒng)計特性 86 2.6.3 極化度的數(shù)字特征 90 參考文獻 95 第3章 非零均值復高斯分布電磁波極化的統(tǒng)計特性 97 3.1 非零均值復高斯分布電磁波幅相的統(tǒng)計特性 97 3.1.1 電磁波幅相的聯(lián)合概率分布 98 3.1.2 單個極化通道幅度的統(tǒng)計特性 100 3.2 非零均值復高斯分布電磁波極化比的統(tǒng)計特性 101 3.3 非零均值復高斯分布電磁波Stokes矢量的統(tǒng)計分布 106 3.3.1 Stokes矢量各分量的統(tǒng)計分布 106 3.3.2 Stokes子矢量的統(tǒng)計分布 110 3.3.3 （g0，g1 ，g2）的聯(lián)合概率密度函數(shù) 110 3.4 非零均值復高斯分布電磁波IPPV的統(tǒng)計分布 111 3.4.1 g~ 1的統(tǒng)計分布 112 3.4.2 g~ 2的統(tǒng)計分布 113 3.4.3 g~ 3的統(tǒng)計分布 114 3.4.4 IPPV各分量的聯(lián)合統(tǒng)計分布 114 3.4.5 典型情況下隨機電磁波IPPV的統(tǒng)計分布 116 3.5 非零均值復高斯分布電磁波極化度的統(tǒng)計特性 119 3.5.1 非中心復Wishart矩陣及其特征值分布 120 3.5.2 極化度估計量的概率密度函數(shù) 122 3.5.3 極化度的各階統(tǒng)計量 126 3.6 典型電磁環(huán)境的極化狀態(tài)測試實驗及其統(tǒng)計分析 130 3.6.1 GSM基站電磁信號測試與統(tǒng)計分析 130 3.6.2 典型多點源干擾的極化度測量與分析 138 參考文獻 141 第4章 非高斯分布電磁波極化的統(tǒng)計特性 142 4.1 Weibull分布電磁波極化的統(tǒng)計特性 142 4.1.1 Weibull分布電磁波幅相的統(tǒng)計分布 142 4.1.2 Weibull分布的極化相干參數(shù)與高斯分布參數(shù)的關(guān)系 145 4.1.3 Weibull分布電磁波極化橢圓參數(shù)的概率密度分布 148 4.1.4 Weibull分布電磁波IPPV的統(tǒng)計特性 151 4.1.5 仿真實驗與結(jié)果分析 158 4.2 K分布電磁波極化的統(tǒng)計特性 168 4.2.1 電磁波幅相的聯(lián)合分布 168 4.2.2 電磁波極化度估計量的統(tǒng)計特性 170 參考文獻 175 第5章 雷達目標信號的極化檢測 178 5.1 基于瞬態(tài)極化統(tǒng)計量的目標信號檢測 178 5.1.1 微弱目標信號的極化檢測 179 5.1.2 均勻雜波中小目標信號的極化檢測 184 5.1.3 仿真實驗與結(jié)果分析 187 5.2 基于極化度的非均勻雜波中目標信號檢測 191 5.2.1 極化雷達回波模型 192 5.2.2 基于極化度檢驗統(tǒng)計量的檢測器設(shè)計 193 5.2.3 極化度檢測器性能分析 194 5.3 非均勻雜波中的組合極化檢測技術(shù) 197 5.3.1 組合極化檢測器處理流程 198 5.3.2 組合極化檢測器性能分析 199 5.4 極化檢測器在海雜波數(shù)據(jù)中的應(yīng)用 202 參考文獻 207 附錄二維復Wishart矩陣特征值的聯(lián)合分布函數(shù) 210