電磁波極化的統計特性及應用

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 電磁波極化的統計特性10 1.2.1 電磁波極化參量的統計特性研究現狀 10 1.2.2 雷達電磁環(huán)境極化特性的測量研究現狀 13 1.3 電磁波極化的典型應用 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矢量及其幅相的統計特性 28 2.1.1 Jones矢量的統計表征 29 2.1.2 幅度的概率密度分布及其數字特征 30 2.1.3 功率的統計分布 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計特性 33 2.2.1 極化比的統計特性 33 2.2.2 極化橢圓描述子的統計特性 36 2.3 零均值復高斯分布電磁波Stokes矢量的統計特性 38 2.3.1 瞬時Stokes矢量各分量的統計分布 39 2.3.2 Stokes子矢量的統計分布 45 2.3.3 (gHV 0 ，gHV 1 ，gHV 2 )的聯合統計分布 47 2.3.4 仿真實驗與結果分析 49 2.4 零均值復高斯分布電磁波IPPV的統計特性 53 2.4.1 IPPV各分量的概率密度分布 53 2.4.2 IPPV各分量的聯合統計分布 59 2.4.3 IPPV的數字特征 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)參量的統計特性 74 2.5.1 平均極化Jones矢量統計特性 74 2.5.2 平均極化比統計特性 75 2.5.3 平均Stokes矢量統計特性 78 2.5.4 仿真實驗與結果分析 80 2.6 零均值復高斯分布電磁波極化度的統計特性 83 2.6.1 基于協方差矩陣的極化度估計量統計特性 84 2.6.2 基于Stokes矢量的極化度估計量統計特性 86 2.6.3 極化度的數字特征 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計特性 97 3.1 非零均值復高斯分布電磁波幅相的統計特性 97 3.1.1 電磁波幅相的聯合概率分布 98 3.1.2 單個極化通道幅度的統計特性 100 3.2 非零均值復高斯分布電磁波極化比的統計特性 101 3.3 非零均值復高斯分布電磁波Stokes矢量的統計分布 106 3.3.1 Stokes矢量各分量的統計分布 106 3.3.2 Stokes子矢量的統計分布 110 3.3.3 （g0，g1 ，g2）的聯合概率密度函數 110 3.4 非零均值復高斯分布電磁波IPPV的統計分布 111 3.4.1 g~ 1的統計分布 112 3.4.2 g~ 2的統計分布 113 3.4.3 g~ 3的統計分布 114 3.4.4 IPPV各分量的聯合統計分布 114 3.4.5 典型情況下隨機電磁波IPPV的統計分布 116 3.5 非零均值復高斯分布電磁波極化度的統計特性 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 122 3.5.3 極化度的各階統計量 126 3.6 典型電磁環(huán)境的極化狀態(tài)測試實驗及其統計分析 130 3.6.1 GSM基站電磁信號測試與統計分析 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計特性 142 4.1 Weibull分布電磁波極化的統計特性 142 4.1.1 Weibull分布電磁波幅相的統計分布 142 4.1.2 Weibull分布的極化相干參數與高斯分布參數的關系 145 4.1.3 Weibull分布電磁波極化橢圓參數的概率密度分布 148 4.1.4 Weibull分布電磁波IPPV的統計特性 151 4.1.5 仿真實驗與結果分析 158 4.2 K分布電磁波極化的統計特性 168 4.2.1 電磁波幅相的聯合分布 168 4.2.2 電磁波極化度估計量的統計特性 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 基于極化度檢驗統計量的檢測器設計 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 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據中的應用 202 參考文獻 207 附錄二維復Wishart矩陣特征值的聯合分布函數 210