[發明專利]一種空基高頻雷達海面散射系數的估計方法

有效

• 申請號: 202010903703.0
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112130122B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 趙晨;丁凡;陳澤宗;李健
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01R29/14;G01R33/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

1.一種空基高頻雷達海面散射系數的估計方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，構建線性海面波高的傅里葉級數、非線性海面波高的傅里葉級數，進一步通過微擾分析法構建線性波高系數與非線性波高系數之間的關系模型，建立有向海浪譜與線性波高系數的關系模型；

步驟2，構建入射場電場強度，結合入射場電場強度通過微擾法依據傅里葉級數構建海面近處散射場電場沿X軸方向上的分量，結合入射場電場強度通過微擾法依據傅里葉級數構建海面近處散射場電場沿Z軸方向上的分量，進一步構建海面遠處散射場磁場的垂直極化場強分量模型；

步驟3，根據海面遠處散射場磁場的垂直極化場強分量模型構建海面遠處散射場磁場的垂直極化場強分量的時間自相關模型，對海面遠處散射場磁場的垂直極化場強分量的時間自相關模型進行傅里葉變換得到海面散射系數模型。

2.根據權利要求1所述的空基高頻雷達海面散射系數的估計方法，其特征在于：

步驟1所述構建線性海面波高的傅里葉級數為：

以空間位置坐標(x，y)和時間t為自變量，建立線性海面波高f⁽¹⁾(x，y，t)的傅里葉級數：

其中，π是圓周率，e是自然底數，i表示虛數單位，m、n、l分別表示x、y、t方向上的諧波次數，m、n、l的取值范圍分別是[-M₁，M₁]、[-M₁，M₂]、[-M₃，M₃]內的任意整數，散射面元邊長L是傅里葉級數展開在x和y上的基本周期，T是傅里葉級數展開在t上的基本周期，p₁(m，n，l)是(m，n，l)次諧波分量的傅里葉系數，p₁(m，n，l)又稱為線性波高系數，對于任意組m、n、l的取值，p₁(m，n，l)是一個零均值的高斯隨機變量；

步驟1所述非線性海面波高的傅里葉級數為：

建立非線性海面波高f⁽²⁾(x，y，t)的傅里葉級數：

其中，m、n、l分別表示x、y、t方向上的諧波次數，m、n、l的取值范圍分別是[-M₁，M₁]、[-M₁，M₂]、[-M₃，M₃]內的任意整數，p₂(m，n，l)是(m，n，l)次諧波分量的傅里葉系數，p₂(m，n，l)又稱作非線性波高系數；

步驟1所述通過微擾分析法構建線性波高系數與非線性波高系數之間的關系模型為：

通過微擾分析法構建線性波高系數p₁(m，n，l)與非線性波高系數p₂(m，n，l)之間的關系模型，所述關系模型具體如下：

其中，m₁、m₂為±1，g代表重力加速度，和分別表示第一列海浪的波矢量、第二列海浪的波矢量，是第一列海浪的波數，是第二列海浪的波數，ω₁是第一列海浪的角頻率，ω₂是第二列海浪的角頻率，m′、n′和l′分別表示第一列海浪在x、y、t方向上的諧波次數，m′、n′、l′的取值范圍分別與m、n、l相同，(m-m′)、(n-n′)、(l-l′)分別表示第二列海浪在x、y、t方向上的諧波系數，是線性波高系數p₁(m，n，l)與非線性波高系數p₂(m，n，l)之間的轉換系數；

步驟1所述建立有向海浪譜與線性波高系數的關系模型為：

建立有向海浪譜與線性波高系數p₁(m，n，l)的關系模型如下：

其中，代表任一海浪的波矢量，是海浪的波數，是海浪對應的角頻率，m、n、l分別表示海浪在x、y、t方向上的諧波次數，m、n、l的取值范圍與前述步驟相同，是線性波高系數p₁(m，n，l)的共軛，E[·]表示求均值的過程，δ(·)是狄拉克函數，有向海浪譜表示海浪的能量分布情況。