用于被动雷达遥感太空目标的最优双极化信号融合技术

《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》：Optimal Dual-Polarized Signal Fusion for Remote Sensing of Space Targets with Passive Radar

　　

摘要：

现代用于空间态势感知和低地球轨道（LEO）观测的遥感系统涵盖了多种技术，能够实现连续且可靠的监测。为了满足LEO监视日益增长的需求，正在积极开发能够在各种天气条件和任何时间检测远距离目标的雷达系统。由于小型空间碎片或紧凑型卫星的雷达截面积较小以及传播距离较长，观测这些弱目标仍然具有挑战性。此外，目标回波的极化状态通常与雷达接收器的极化状态不同，这会降低接收到的信号强度。在这项研究中，通过最优融合正交极化信号来提升雷达性能，即将两个正交极化通道的适当加权信号合并为一个信号，从而获得更强的目标回波和更高的检测概率。所提出的方法通过仿真进行了严格分析，证明了估计目标回波极化的可行性以及极化补偿后信噪比（SNR）的改善效果。此外，还使用低频阵列（LOFAR）作为定向被动雷达接收器，国际空间站（ISS）作为LEO目标进行了实际实验验证。结果表明，回波强度增强，检测性能得到提升，证实了所提出处理方法的有效性及其对提高空间态势感知的潜在贡献。