[發(fā)明專利]一種浪-流耦合海面的雷達(dá)后向散射截面數(shù)值模擬方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610041809.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105718666B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝濤;何宜軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

1.一種浪-流耦合海面的雷達(dá)后向散射截面數(shù)值模擬方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：設(shè)置海面模擬參數(shù)和雷達(dá)參數(shù)，海面模擬參數(shù)包括：海浪有效波高h(yuǎn)_s、海浪主波長(zhǎng)λ₀、幅度和頻率尺度因子b、分形海面粗糙度系數(shù)s和海浪主波波數(shù)K₀；雷達(dá)參數(shù)包括：雷達(dá)照射尺度范圍L，雷達(dá)入射角θ，雷達(dá)波長(zhǎng)λ，雷達(dá)入射波波數(shù)k；

其中，b＞1，K₀＝2π/λ₀，k＝2π/λ，1＜s＜2；

步驟2：根據(jù)海面模擬參數(shù)和雷達(dá)參數(shù)計(jì)算海表面高度，設(shè)海表面高度為ξ(x，t)，ξ(x，t)的表達(dá)式為：

其中，N為海浪正弦分量數(shù)，其取值滿足b^N-b^N-1≥10；σ為海表面高度ξ(x，t)的標(biāo)準(zhǔn)方差，σ與有效波高h(yuǎn)_s的關(guān)系為：h_s＝4σ；C為歸一化常數(shù)，

ω_n為第n支海浪分量的諧波角頻率，bⁿ為第n支海浪的幅度和頻率尺度因子，g為重力加速度；是第n支海浪的波相位；C₀為海流流速；

步驟3：利用惠更斯原理、克西霍夫近似以及狄拉克格林函數(shù)，根據(jù)海表面高度ξ(x，t)反演雷達(dá)后向散射系數(shù)γ，γ的表達(dá)式為：

其中，為貝塞爾函數(shù)，p＝(p₀，p₁，…p_n…p_N-1)^T，T為轉(zhuǎn)置運(yùn)算符號(hào)；為時(shí)間相位函數(shù)：

其中

步驟4：根據(jù)雷達(dá)后向散射系數(shù)γ推導(dǎo)出歸一化后向雷達(dá)散射截面σ₀，σ₀的表達(dá)式為：

σ₀＝20log₁₀γ (3)

步驟5：根據(jù)用戶需要模擬的海面狀態(tài)以及模擬海面狀態(tài)所采用的雷達(dá)參數(shù)，確定步驟1-步驟3的輸入?yún)?shù)值，由式(2)和式(3)計(jì)算出對(duì)應(yīng)時(shí)間和照射空間的歸一化后向雷達(dá)散射截面表達(dá)式。