动态分形粗糙海面散射的遮蔽效应和多普勒谱研究

利用粗糙面电磁散射中的基尔霍夫近似,结合粗糙面遮蔽函数和分形粗糙海面特征函数的计算,导出了考虑遮蔽效应情况下导体分形粗糙海面散射截面的近似公式。研究了海面不同均方根斜率对遮蔽效应的影响。比较了毫米波入射时高斯粗糙面和分形粗糙海面的散射截面分布情况。分析了不同分维下分形海面双站散射截面的角分布情况。详细讨论了不同入射角和不同分维及遮蔽效应对分形海面散射回波多普勒谱的影响。     

基于二阶散射的海面三尺度雷达后向散射模型

 基于二阶组合表面模型和随机多尺度散射模型,本文提出一种既包含大尺度、中小尺度散射又包含二阶布拉格散射的海面雷达后向散射模型.在本模型框架下,我们推导了二阶布拉格散射的表达式,并根据弱流体动力作用理论推导出流体动力调制函数解析表达式.另外,我们通过全局和本地坐标系中观测角度的转换实现了倾斜调制.仿真结果表明该模型结果与实测数据相符,并优于前两者的模型结果.     

海面上方低飞小目标多普勒谱研究

针对海面上方低空飞行慢速小目标探测问题,采用Kirchhoff近似(KA)和矩量法(MoM)的混合方法研究了时变海面与其上方运动目标的后向散射回波的多普勒特性。分析了海况参数、入射角、目标运动速度、目标与海面之间的距离以及目标截面形状等对后向散射回波多普勒特性的影响。这项研究对于海面与目标耦合散射机理的分析以及海杂波背景下低飞慢速小目标的检测与识别具有重要意义。     

海面散射仿真中不同波浪谱和松弛率模型选取的对比研究

海面微波散射仿真对于实孔径、合成孔径雷达海洋遥感应用研究以及海洋监测雷达系统设计和信号处理都有很重要的意义,目前的海面散射仿真方法主要是基于复合表面模型来进行的,这些仿真方法都要用到海浪谱和松弛率模型。由于海浪谱、松弛率尤其是小尺度部分难以精确测量,不同的实验和拟合方法得到的模型有较大的差别,从而导致仿真海面散射结果往往相差较大,常常让人不知如何选取。该文比较了几种典型的海浪谱和松弛率模型的海面散射仿真结果与实测数据的差异,结果表明Romeiser提出的波浪谱在L-Ku波段,2-20 m/s风速范围内较其他波浪谱更好。而两种主要的松弛率模型的仿真结果差异不大。该结果可作为海面散射仿真中选取波浪谱和松弛率模型的参考。     

随机粗糙海面的统计模型和分形模型电磁散射的比较研究

本文从Phillip海谱出发。分别应用MonteCarlo方法和分形函数建立了海面的统计模型和分形模型,并应用Kirchhoff近似分别计算了这两种模型的后向散射系数随入射角的变化以及双站散射系数随散射角的变化。结果表明,两种模型的电磁散射系数随入射角和散射角的变化曲线均符合较好。说明用分形模型可很好地说明具有Phillip海谱的实际海面电磁散射回波的幅度特征。     

不同海域多波段小擦地角海面散射特性的影响因素分析

根据东南沿海和西太平洋海面温度场与盐度场卫星数据,利用双Debye模型以及含泡沫的M-G模型计算等效介电常数.分析表明:不同海域温度与盐度变化对P/L波段介电常数虚部的影响大于实部,其他频段影响略小;但介电常数对给定频率的海面散射系数影响只在0.1 dB左右,故主要影响仍来自于不同海域的海情海况.基于修正双尺度法和矢量辐射传输理论,提出了多尺度海面电磁散射的含泡沫修正双尺度方法,考虑实际海面海况与不同频率的截断波数,数值计算了不同波段(即P、L、S、X、Ku波段)频率海面后向散射系数随风速风向、波高、泡沫覆盖率、频率与极化等影响因素的变化情况,总结分析了基于多尺度海面小擦地角电磁散射机理.     

海面上方低空突防飞机雷达散射特性研究

为更好地研究海面上方低空突防飞机的雷达散射特性,基于迭代物理光学法（AIPO）和等效电流法（MEC）,提出了计算电大尺寸二维导体海面上方低飞目标的AIPO＋MEC算法,应用AIPO计算海面与目标之间的相互作用,用MEC计算棱边绕射。通过计算海面上金属立方体的双站散射系数,与已有数值算法结果相比较,验证了算法的正确性。用PM谱粗糙面模拟实际海面,应用该算法计算了海面上方三种典型隐身飞机模型的后向散射系数,并与自由空间中飞机模型的散射系数和平面上方飞机模型的散射系数进行了比较。结果表明,由于海面散射以及海面与飞机之间的相互作用,后向散射系数增大,且下方为海面时的散射系数角度性分布的散射比下方为平面时更为平缓。这对现代战争中海面上方低空目标探测和雷达设计具有一定的理论指导意义。     

受限多普勒功率谱建模方法研究

为了准确反映复杂环境下移动通信节点间的无线信道传播特性,本文研究了具有受限多普勒功率谱的信道仿真模型,讨论了三种建模方法:单路滤波法、双路滤波法、改进拼接法的原理和仿真实现方法,对比了典型模型生成信道随机过程的自相关函数、多普勒谱的算法复杂度和内存占用度.研究和仿真结果表明:在信道具有受限多普勒功率谱时,改进拼接法的自...     

空间多普勒和后向散射激光雷达的应用

由于科学家们需要全球风、云和大气悬浮粒子的信息,美国和前苏联已经建立坚实的空间激光雷达技术基础,并开展多方面的应用研究.1994年美国宇航局完成了空间后向散射激光雷达实验.由于空间平台供给光雷达系统的能源有限,因此必须在可能的情况下满足科学发展的要求.本文将概述科学发展对空间光雷达的要求和光雷达技术的进展.在可能性和要求一致的情况下,通过实验证明多普勒光雷达应该满足科学发展的大部分要求.     

脉冲波入射时分形粗糙海面的双频散射截面和脉冲展宽

根据粗糙面基尔霍夫小斜率近似研究了脉冲波入射时实际海谱分布的一维分形海面的电磁散射。分析了毫米波入射时不同分维、入射角和入射中心频率下双频散射截面的散射角分布。结果表明分形海面的双频散射截面在镜反射方向有最大的相关带宽，随着海面分维的减小、入射中心频率和入射角的增加，该相关带宽是增大的。对于入射功率为δ函数时的散射波功率是一个具有一定脉冲展宽的散射脉冲，且脉冲展宽与相关带宽成反比关系。     

基于混响室的雷达杂波多普勒频谱模拟

为提供更全面的雷达杂波模拟信号来有效评估雷达在杂波环境下的目标检测和跟踪性能,文中分析了混响室条件下接收信号多普勒频谱展宽和频移,提出了一种基于混响室的雷达杂波多普勒频谱模拟新方法.用加拿大IPIX雷达海杂波频谱作为参考分析实验,结果表明模拟杂波与真实海杂波在多普勒频谱范围上有一致性,而且可通过调制搅拌器的搅拌速率来模拟不同的海面情况,说明混响室可用于模拟雷达杂波.     

毫米波多普勒雷达导引头抗干扰性能评估

毫米波技术是近年来发展比较迅速的学科,毫米波雷达导引头技术日趋成熟。本文针对毫米波多普勒雷达导引头的性能和特点研究其抗干扰能力。     

Comparison of Simulated and Measured Synthetic Aperture Radar Image Spectra with Buoy-Derived Ocean Wave Spectra During the Shuttle Imaging Radar B Mission

During the SIR-B mission over the North Sea, two successful synthetic aperture radar (SAR) data takes with simultaneous buoy measurements of ocean wave spectra have been obtained on October 6 and 8, 1984. On October 6, the SAR imaging of ocean waves was predicted as strongly nonlinear and on October 8 as almost linear. The SIR-B experiment confirmed the theoretical predictions. By applying the SAR imaging model based on velocity bunching theory the SAR image spectra are calculated from the measured ocean wave spectra. These calculated SAR image spectra are compared with the SIR-B derived SAR image spectra and it is shown that both agree quite well. This is considered as a further experimental confirmation for the velocity bunching model that has been proposed for describing SAR imaging of ocean surface waves.     

X-波段导航雷达海浪图像谱分析

对X-波段导航雷达图像进行三维傅里叶分析，可以得到海浪图像谱。由于成像机制的非线性，图像谱除了基本模式外，还包含高次谐波成分。本文对雷达成像的非线性过程和波数频率谱的不同模式进行了讨论，分析了如何克服奈奎斯特频率限制，重建受混叠影响的弥散面。分析结果表明，分离波数频率谱中的不同模式，重建原始的弥散关系是可行的。     

星载真实孔径雷达波谱仪的海浪谱反演仿真

 本文概述了星载雷达测量海浪方向谱的原理及相应的系统配置,并介绍一种端到端的系统仿真方法,分析系统在不同配置和海况下的波谱反演性能.仿真结果表明,星载雷达波谱仪能够以较高精度测量有效波高大于2.0m的风浪和中低风速条件下的涌浪(有效波高大于0.8m).最小可检测波长为40m,波长为200m时测量精度优于20m;平均之后波谱测量的方向精度优于20°.同时证明,10°入射角的波束配置优于6°入射角.     

高频地波雷达浪高参数提取的一种新算法

从Howell深水无表面流情况下的二阶窄波束雷达截面方程出发,提出了一种变换积分对象、不等分积分区间构成稀疏矩阵方程来反演无向浪高谱的新算法.在不同信噪比和不同海况条件下进行数值仿真,当信噪比高于35dB时,该算法有较高的反演精度.并将该方法应用于"高频地波雷达现场对比验证试验",反演结果与观测船输出结果比较,有效浪高的平均绝对误差为0.32m,并与Barrick法和Howell法进行了比较.模拟结果和实测结果都表明该反演算法的正确性和可行性.     

不同条件下雷达作用距离换算公式的推导

针对五种常用的目标起伏模型,推导了在一定虚警概率条件下不同发现概率雷达作用距离的换算公式,并对其进行了验证。     

不同地质条件下地波传播特性分析

介绍了地波场强及通信链路的计算原理,着重分析了地波在不同地质条件下的传播特性,包括地波在均匀土壤、不均匀土壤上的传播特性,衰减因子的变化规律以及障碍物对电波传播的影响,并给出了测试结果曲线图和部分测算结果。     

不同干扰决策准则下的双基地雷达探测能力研究

针对双基地雷达具有的四抗优势,本文基于决策准则研究了不同干扰方式下双基地雷达的探测能力.从能量角度出发推导了双基地雷达方程和干扰方程,建立了双基地雷达探测区的计算模型,探论了悲观准则和乐观准则下双基地雷达探测能力的变化规律,研究了自卫干扰和远距离支援干扰对双基地雷达干扰暴露区的影响,给出了几种典型情况下的计算机仿真结果,并通过分析得出了一些有益的结论,为双基地雷达的布站和抗干扰能力分析提供了重要的理论价值,也验证了双基地雷达比单基地雷达具有更强的抗干扰能力.