复杂海况海面及目标复合电磁散射特性与影响因素研究
发布时间：2024-12-21 23:53
复杂海况下海杂波信号特征分析在微波遥感、雷达预警探测、海洋参数反演等领域具有重要意义。本文主要研究复杂海况下包括单纯海面、含内波海面、含破碎浪及泡沫海面以及海面与上方目标复合散射问题,建立了复杂海况电大非线性海面及其上方目标复合散射模型,并对其时变多普勒特性和SAR成像进行了模拟,为更快速准确地进行复杂海况海面探测、目标识别、提高雷达性能提供了理论依据和支撑。下面对本文的主要内容及特色作以下概括。1、利用KdV模型模拟了单孤子海洋内波几何剖面及传播特征,利用变系数Gardner模型考虑高阶非线性项的影响,分析单、双孤子的几何剖面及传播特征。利用波数平衡方程得到了单双孤子内波对海谱的调制作用,从而结合半确定性面元双尺度法模拟了含内波确定性海面的散射特性。分析讨论了不同的内波参数(振幅、跃层深度和密度差)对内波几何特征及散射强度的影响,并对不同的雷达参数(频率和入射角)对内波散射特征的影响进行了分析。此外,还讨论了追赶型和相向型双孤立子内波的传播和散射特征,讨论了扰动项对单、双孤子情况下内波剖面和散射特性的影响。2、针对小擦地角下“海尖峰”现象,首先分析了单个破碎浪局部散射特征,讨论了多路径...
【文章页数】：186 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 海面几何建模及粗糙面散射特性
1.2.2 内波作用下海面散射
1.2.3 破碎浪散射特性
1.2.4 SAR传感器发展历程及海面SAR成像机理
1.2.5 粗糙海面与目标复合散射特性
1.3 论文的主要内容及框架结构
1.4 论文特色及创新点
第二章 三维海面建模、散射理论及阻抗劈绕射理论
2.1 引言
2.2 风浪海谱
2.2.1 典型海谱模型
2.2.2 海浪谱方向分布函数
2.2.3 二维海浪谱模拟
2.3 时变海面几何建模
2.3.1 线性海面建模
2.3.2 非线性海面建模
2.4 复合海面散射理论
2.4.1 微扰解基本公式
2.4.2 复合海面散射理论
2.5 阻抗劈绕射理论
2.5.1 平面波垂直入射阻抗劈散射
2.5.2 特殊劈角阻抗劈斜入射问题
2.5.3 一般劈角阻抗劈斜入射问题
2.6 本章小结
第三章 海洋内波扰动下电大尺寸海面电磁散射
3.1 引言
3.2 内波剖面方程及其解
3.2.1 KdV方程及其解
3.2.2 变系数Gardner方程及其单、双孤立子解
3.3 半确定性面元双尺度海面散射机制
3.3.1 单次镜像散射
3.3.2 修正小面元的散射
3.3.3 海洋内波对海谱的调制
3.4 受海洋内波扰动的海面电磁散射
3.4.1 KdV模型散射特征
3.4.2 单孤立子剖面及散射特征
3.4.3 双孤立子剖面及散射特征
3.5 本章小结
第四章 含破碎浪和泡沫非线性海面散射
4.1 引言
4.2 单个破碎浪模型及局部散射特征
4.2.1 破碎浪模型
4.2.2 曲面劈模型及散射特征
4.3 电大尺寸非线性海面几何建模
4.3.1 白冠覆盖率
4.3.2 破碎浪及白冠在确定性海面上的分布
4.4 含破碎浪、泡沫电大尺寸海面散射
4.4.1 破碎浪多路径散射
4.4.2 泡沫层散射计算
4.4.3 数值结果分析与讨论
4.5 破碎浪对舰船尾迹的影响
4.5.1 Kelvin尾迹
4.5.2 破碎浪对舰船尾迹散射的影响分析
4.6 本章小结
第五章 时变海面多普勒谱分析
5.1 引言
5.2 毛细波相位修正法
5.2.1 海面小尺度波浪建模
5.2.2 毛细波调制重力波海面散射
5.3 海面多普勒谱
5.3.1 多普勒谱计算方法
5.3.2 海面多普勒谱结果
5.4 多普勒谱快速计算模型
5.4.1 多普勒谱模型
5.4.2 NRCS均值和方差
5.4.3 数值结果分析与讨论
5.5 本章小结
第六章 复杂海况非线性海面SAR成像分析
6.1 引言
6.2 时变海面SAR成像机理
6.2.1 合成孔径成像基本原理
6.2.2 时变海面SAR成像速度聚束效应
6.3 非线性海面SAR成像模拟
6.3.1 海面成像模拟
6.3.2 内波扰动下海面SAR成像
6.3.3 含破碎浪泡沫海面SAR成像
6.4 沿轨干涉SAR成像仿真与应用
6.4.1 沿轨干涉SAR相关系数和相位图像
6.4.2 海表面流调制效应
6.4.3 数值结果与讨论
6.5 本章小结
第七章 海面及其上方目标复合散射特性
7.1 引言
7.2 导体/阻抗劈等效边缘电磁流
7.2.1 含劈结构导体目标散射
7.2.2 阻抗劈等效边缘电磁流
7.3 简单体与海面复合散射
7.3.1 简单导体目标散射特征及缩比理论验证
7.3.2 简单体介质目标散射特征
7.3.3 四路径法求解海面与目标复合散射
7.3.4 简单体与海面复合散射
7.4 掠海飞行目标散射特征
7.4.1 导体导弹目标散射结果
7.4.2 介质导弹目标散射结果
7.4.3 掠海飞行导体/介质导弹与海面复合散射
7.5 不同海情海面与舰船复合散射
7.5.1 导体/介质舰船电大尺寸目标散射结果
7.5.2 导体/介质舰船与海面复合散射散射结果
7.6 本章小结
第八章 结束语
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：4019110
【文章页数】：186 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 海面几何建模及粗糙面散射特性
1.2.2 内波作用下海面散射
1.2.3 破碎浪散射特性
1.2.4 SAR传感器发展历程及海面SAR成像机理
1.2.5 粗糙海面与目标复合散射特性
1.3 论文的主要内容及框架结构
1.4 论文特色及创新点
第二章 三维海面建模、散射理论及阻抗劈绕射理论
2.1 引言
2.2 风浪海谱
2.2.1 典型海谱模型
2.2.2 海浪谱方向分布函数
2.2.3 二维海浪谱模拟
2.3 时变海面几何建模
2.3.1 线性海面建模
2.3.2 非线性海面建模
2.4 复合海面散射理论
2.4.1 微扰解基本公式
2.4.2 复合海面散射理论
2.5 阻抗劈绕射理论
2.5.1 平面波垂直入射阻抗劈散射
2.5.2 特殊劈角阻抗劈斜入射问题
2.5.3 一般劈角阻抗劈斜入射问题
2.6 本章小结
第三章 海洋内波扰动下电大尺寸海面电磁散射
3.1 引言
3.2 内波剖面方程及其解
3.2.1 KdV方程及其解
3.2.2 变系数Gardner方程及其单、双孤立子解
3.3 半确定性面元双尺度海面散射机制
3.3.1 单次镜像散射
3.3.2 修正小面元的散射
3.3.3 海洋内波对海谱的调制
3.4 受海洋内波扰动的海面电磁散射
3.4.1 KdV模型散射特征
3.4.2 单孤立子剖面及散射特征
3.4.3 双孤立子剖面及散射特征
3.5 本章小结
第四章 含破碎浪和泡沫非线性海面散射
4.1 引言
4.2 单个破碎浪模型及局部散射特征
4.2.1 破碎浪模型
4.2.2 曲面劈模型及散射特征
4.3 电大尺寸非线性海面几何建模
4.3.1 白冠覆盖率
4.3.2 破碎浪及白冠在确定性海面上的分布
4.4 含破碎浪、泡沫电大尺寸海面散射
4.4.1 破碎浪多路径散射
4.4.2 泡沫层散射计算
4.4.3 数值结果分析与讨论
4.5 破碎浪对舰船尾迹的影响
4.5.1 Kelvin尾迹
4.5.2 破碎浪对舰船尾迹散射的影响分析
4.6 本章小结
第五章 时变海面多普勒谱分析
5.1 引言
5.2 毛细波相位修正法
5.2.1 海面小尺度波浪建模
5.2.2 毛细波调制重力波海面散射
5.3 海面多普勒谱
5.3.1 多普勒谱计算方法
5.3.2 海面多普勒谱结果
5.4 多普勒谱快速计算模型
5.4.1 多普勒谱模型
5.4.2 NRCS均值和方差
5.4.3 数值结果分析与讨论
5.5 本章小结
第六章 复杂海况非线性海面SAR成像分析
6.1 引言
6.2 时变海面SAR成像机理
6.2.1 合成孔径成像基本原理
6.2.2 时变海面SAR成像速度聚束效应
6.3 非线性海面SAR成像模拟
6.3.1 海面成像模拟
6.3.2 内波扰动下海面SAR成像
6.3.3 含破碎浪泡沫海面SAR成像
6.4 沿轨干涉SAR成像仿真与应用
6.4.1 沿轨干涉SAR相关系数和相位图像
6.4.2 海表面流调制效应
6.4.3 数值结果与讨论
6.5 本章小结
第七章 海面及其上方目标复合散射特性
7.1 引言
7.2 导体/阻抗劈等效边缘电磁流
7.2.1 含劈结构导体目标散射
7.2.2 阻抗劈等效边缘电磁流
7.3 简单体与海面复合散射
7.3.1 简单导体目标散射特征及缩比理论验证
7.3.2 简单体介质目标散射特征
7.3.3 四路径法求解海面与目标复合散射
7.3.4 简单体与海面复合散射
7.4 掠海飞行目标散射特征
7.4.1 导体导弹目标散射结果
7.4.2 介质导弹目标散射结果
7.4.3 掠海飞行导体/介质导弹与海面复合散射
7.5 不同海情海面与舰船复合散射
7.5.1 导体/介质舰船电大尺寸目标散射结果
7.5.2 导体/介质舰船与海面复合散射散射结果
7.6 本章小结
第八章 结束语
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：4019110
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