无源双极化标签式雷达反射器的研究

【摘要】在交通信息采集领域，由于小型机动车辆的增多，道路环境愈加拥挤，仅依靠增加交通设施的投入已不能有效减轻如今交通信息采集系统所面临的压力。现有的交通信息采集技术主要包括视频监控、微波探测、GPS定位以及相对较传统的感应线圈检测等。这些技术在全天候、全方位、实时性或者准确度方面都存在各自的不足之处。交通信息的采集归根到底是对道路车辆的探测与识别，因此设法增强探测和识别的准确度便可有效提升所采集到的交通信息的可信度。经过深入的分析之后，认为在小型机动车辆上加载雷达反射器并结合交通检测雷达系统的使用是一种行之有效的解决方案。传统的雷达反射器主要有两种，角反射器和球形介质透镜反射器，两者的共同特点是结构复杂、体积庞大，并不适合在小型的机动车辆上安装使用。本方案中所需的雷达反射器首先需具备雷达反射器的共性即易识别的特点，然后还要外观小巧，造价低廉等。在对当前交通信息采集技术的工作原理和优缺点进行分析之后，提出标签式雷达反射器配合交通检测雷达系统使用的解决方案，并详细分析其有效性和可实施性。通过对雷达散射截面（RCS，RadarCrossSection）的介绍和对雷达方程的详细推导，引入影响雷达目标识别的关键因素，如目标散射特性、收发天线之间的极化匹配等。为详细阐述极化匹配的概念，着重介绍电磁波的极化特性，并引入交叉极化的概念。其中，共极化响应是指发射和接收的极化方式相同，而交叉极化响应指两者之间是正交关系。当工作频率处在微波频段甚至以上时，大多数物体的共极化响应远大于交叉极化响应。据此，设法增强待测目标的交叉极化响应即可有效提升目标与复杂背景的回波区分度，便可大幅提升雷达对其的探测和识别能力。基于上述构想，提出一种无源标签式雷达反射器的设计，以L型金属导带作为基本单元构建阵列，提升其交叉极化回波响应。利用三维电磁仿真平台FEKO对其进行建模仿真，并将经过优化后的设计方案进行实际的制板测量。然后，为缩减阵列的整体尺寸，对如何去除阵元之间的耦合进行研究和总结，并给出了该课题的后续研究方向。最后，受光学中巴比涅原理启发，以L型缝隙贴片替代L型金属导带作为基本结构设计新型的标签式雷达反射器。仿真结果表明，采用以上两种设计方案，均可有效提升雷达对被安装目标的探测、识别能力。在此基础之上，可发展时下较热门的智能交通系统，为交通信息的采集拓展了新的思路。
【作者】程忍；
【导师】官伯然；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电磁场与微波技术，2014，硕士
【关键词】交通信息采集；雷达反射器；交叉极化；RCS；

【参考文献】
[1]贾孔昊.电子清纱器系统设计与开发[D].杭州电子科技大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[2]李亚男,顾觉奋.多柔比星纳米载药系统逆转肿瘤多药耐药的研究进展[J].抗感染药学,2014,03:177-182.
[3]陈琳,杜友福,王元珍.地理信息数据仓库技术的研究[J].计算机工程与设计,2002,02:7-9.
[4]王敏.欧美对中国中小学数学教育的影响（1902-1949）[D].内蒙古师范大学,科学技术史,2014,博士.
[5]张欣.苏轼尚意书法美学思想简论[D].西北大学,美学,2013,硕士.
[6]潘晓达.非线性电路系统的轨迹分段线性模型降阶方法研究[D].复旦大学,微电子学与固体电子学,2013,博士.
[7]赵建建.TIPS联合脐血干细胞移植在失代偿期肝硬化治疗中的临床应用[D].山东大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[8]熊宁,邵世煌.模糊环境的表示及机器人轨迹规划[J].控制与决策,1994,05:383-386.
[9]曹圆.出土墓志与唐代夫妻关系[D].复旦大学,中国古典文献学,2013,博士.
[10]郝怡.宋代帝室中兄终弟及服制研究[D].山西师范大学,专门史,2014,硕士.
[11]林弘宇,张晶,徐鲲鹏,皮学军.智能用电互动服务平台的设计[J].电网技术,2012,07:255-259.
[12]王琳.基于逆向物流的汽车回收处理中心布局研究[D].山东大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[13]汪薇.《烦恼冬天》中的圣经原型解读[D].东北师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[14]马涛.平面转弯带式输送机相关技术研究及动态仿真[D].太原科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[15]赵小董.苏州市姑苏区小学体育教学中运用体育游戏的调查与推广研究[D].苏州大学,体育教育训练学（专业学位）,2013,硕士.
[16]黄微,李婉,刘卫,刘济红,田红军.中国科学技术大学无机化学实验课程建设的探索与实践[J].大学化学,2014,03:21-24.
[17]漆顺之.中国科技网[J].信息系统工程.1997(12)
[18]王超飞.大功率可编程开关电源设计[D].华东交通大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[19]金瑞新.日照市东港区初中体育与健康课开展现状调查与对策研究[D].山东师范大学,体育（专业学位）,2012,硕士.
[20]林晓超.物联网对第三方物流企业竞争力的提升研究[D].山西财经大学,企业管理,2013,硕士.
[21]雷蕾.基于WEB的税收财务管理系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2011,硕士.
[22]郭科.复杂地质地貌区多尺度地球化学异常识别的非线性研究[D].成都理工大学,2005.
[23]沈振钟.基于分布式系统的N元文法模型研究[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[24]李博雅.存款保险定价问题研究[D].西北大学,金融（专业学位）,2014,硕士.
[25]殷春阳.山东银座旅游集团发展战略研究[D].天津大学,高级工商管理,2013,硕士.
[26]宋亚男.二维排样系统的图形匹配、入排控制与碰靠算法研究[D].华南理工大学,2004.
[27]黄曼.岩石模型结构面的相似材料研制及力学可靠性研究[D].浙江大学,建筑与土木工程（专业学位）,2012,硕士.
[28]黄梅,王一依,张彩萍,马伟强,安动.充换电站储能系统模糊双目标优化调度方法[J].北京交通大学学报,2014,05:97-102.
[29]姜春竹.微萃取技术在环境和药物样品处理中的应用[D].吉林大学,2013.
[30]陈超.冬病夏治内外同治法对慢性阻塞性肺疾病稳定期的临床疗效观察[D].北京中医药大学,中医内科学,2014,硕士.
[31]吕晓晖.起重机钢丝绳失效分析与检测技术[D].杭州电子科技大学,机械电子工程,2014,硕士.
[32]艾磊.布洛芬对一次性离心运动大鼠骨骼肌炎症及卫星细胞增殖的影响[D].北京体育大学,运动人体科学,2013,硕士.
[33]陈义报.救赎路上的跋涉者[D].安徽师范大学,中国现当代文学,2004,硕士.
[34]方云飞,王宏琳.电子计算机数据处理入门[J].石油地球物理勘探,1980,S1:95-101.
[35]李建华,张南风,李海军,刘伟嵬,王昭东.涟钢CSP轧后冷却控制系统改造[J].冶金自动化,2011,04:34-37.
[36]张晶.毛白杨绿化带降噪研究[D].北京林业大学,工程绿化,2013,硕士.
[37]彭万达.阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者MRI大脑结构变化与认知功能障碍相关性探讨[D].苏州大学,呼吸病学（专业学位）,2014,硕士.
[38]杨志民,邵元海,梁静.未确知支持向量机[J].自动化学报,2013,06:895-901.
[39]张娟.小学随班就读外籍学生管理现状及对策研究[D].辽宁师范大学,教育管理（专业学位）,2012,硕士.
[40]刘子赫.基于GPU的网络流量特征提取并行算法设计与实现[D].内蒙古大学,计算机科学与技术,2014,硕士.
[41]郝帅.电催化氧化方法用于制药废水深度处理的实验研究[D].哈尔滨工业大学,环境工程,2014,硕士.
[42]刘田达.速调管微波同轴腔加载输出矩形波导滤波器[D].内蒙古科技大学,物理电子学,2013,硕士.
[43]孔寒瑞.如何在离岸工程中加强中挪合作价值系统视角[D].复旦大学,区域经济学,2012,硕士.
[44]王飞跃,徐志胜,潘游,易光旺.企业生产安全事故应急救援预案编制技术的研究[J].中国安全科学学报.2005(04)
[45]陈艺云.短尾蝮蛇毒解离素体外抗JEG-3细胞转移和侵袭及相关信号通路的研究[D].福建医科大学,药理学,2014,硕士.
[46]柴梦诗.中国反垄断法私人执行制度的适用性研究[D].中国社会科学院研究生院,经济法（专业学位）,2014,硕士.
[47]毕云飞.山西省农地流转问题及模式研究[D].山西财经大学,人口、资源与环境经济学,2013,硕士.
[48]仲丽.不饱和烯二醛与臭氧反应机理和动力学的理论研究[D].苏州大学,物理化学,2014,硕士.
[49]陈旭.川东地区长平三井含盐系特征及石盐流体包裹体的研究[D].中国地质科学院,矿物学、岩石学、矿床学,2014,硕士.
[50]陈曦.辽西A市农村公路资金筹集与使用问题研究[D].大连理工大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.