基于電磁仿真的海面雷達(dá)回波特性研究.pdf

1、海面雷達(dá)回波包含有豐富的海洋信息，研究其特性既有助于從回波中獲取海況信息，又有助于抑制干擾，提高雷達(dá)對(duì)海上目標(biāo)的檢測(cè)能力，無(wú)論在民事或是軍事應(yīng)用上，都有著非常重要的價(jià)值。本文基于電磁仿真的方法研究海面雷達(dá)回波特性，能夠獲取全面的海況和雷達(dá)參數(shù)場(chǎng)景，有效彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集困難、覆蓋場(chǎng)景不夠全面、獲取成本高昂等問(wèn)題，為海雜波的規(guī)律總結(jié)奠定牢固基礎(chǔ)。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容分為四部分：
　　1.針對(duì)電磁仿真中所需要的動(dòng)態(tài)海面幾何建模

2、問(wèn)題，通過(guò)在生成靜態(tài)海面的譜方法中加入時(shí)間因子來(lái)得到時(shí)變動(dòng)態(tài)海面。選取能夠快速生成海面的線性濾波法，對(duì)于提高大規(guī)模海面仿真的效率具有重要作用。在海譜的選擇上，PM譜較為成熟簡(jiǎn)潔，但僅能反應(yīng)深海和充分成長(zhǎng)狀態(tài)下的海面，本文引入了多參數(shù)的文氏譜，可以完整地描述海面的成長(zhǎng)過(guò)程和不同海深下的海面。
　　2.針對(duì)電大尺寸海面電磁散射計(jì)算中效率和準(zhǔn)確性的平衡問(wèn)題，本文從海面散射內(nèi)在機(jī)理出發(fā)研究散射模型，比較了近似方法同數(shù)值方法在海面計(jì)算上的優(yōu)

3、缺點(diǎn)。以精度較高的多層快速多極子方法為參考，研究分析了高效的物理光學(xué)法的適用范圍，在可接受的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)使用物理光學(xué)法，從而節(jié)約大量的計(jì)算資源和時(shí)間成本，以滿(mǎn)足大規(guī)模海面計(jì)算的需要。
　　3.針對(duì)海雜波產(chǎn)生的問(wèn)題，本文采用具有完備物理機(jī)理的準(zhǔn)靜態(tài)方法來(lái)仿真得到海雜波時(shí)間序列，并研究分析了仿真中的時(shí)間間隔選取問(wèn)題。針對(duì)以往海雜波的多普勒頻譜分析零散單一，不夠全面的問(wèn)題，本文按照頻率、風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)區(qū)和入射角的變化，進(jìn)行了大量的電磁仿

4、真，并采用標(biāo)準(zhǔn)譜估計(jì)方法得到雜波多普勒頻譜，分析總結(jié)出頻譜隨海況和雷達(dá)參數(shù)的變化規(guī)律，并給出其物理解釋。
　　4.針對(duì)現(xiàn)有海雜波統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律不夠全面的問(wèn)題，本文通過(guò)仿真得到不同海況和雷達(dá)參數(shù)下的海雜波，分別歸納出其幅度分布隨頻率、風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)區(qū)和入射角的變化規(guī)律，并通過(guò)常見(jiàn)的Rayleigh、Lognormal、Weibull和K四種分布模型來(lái)擬合幅度分布。通過(guò)對(duì)海雜波幅度做差以消除非平穩(wěn)性，總結(jié)幅度差分布的變化規(guī)律，并通過(guò)Ts