海面粗糙度方案的适用性研究

由量纲分析导出海面粗糙度与波龄及海面涌浪的状况有关,并对与波龄和波陡有关的两种海面粗糙度模型方案进行了敏感性测试,得出利用波龄模型方案计算粗糙度的误差比利用波陡模型方案小。基于国际上6个不同水深、风区和海况条件的海气交换试验资料,将其分为两组,一组是纯风海或以风海为主海况条件,另一组是以涌浪为主海况条件,测试波龄、波陡模型海面粗糙度方案在不同试验条件下的适用性。结果得出:在各种海况条件下,波龄模型粗糙度方案比波陡模型具有更好的普适性。在纯风海或以风海为主海况条件下,PS07,DGHQ03方案计算的粗糙度长度与实测资料计算结果最接近,GW06方案次之,O02方案计算结果明显偏高;涌浪为主海况条件下两种模型方案计算的粗糙度长度均偏低,O02方案计算的粗糙度长度误差相对较小,TY01方案误差最大。

角度截断双尺度模型模拟粗糙海面后向散射特性

针对传统双尺度法中尺度截断波数的选取尚无统一标准可依的情况,提出了一种基于局部入射角划分来选择相应的海面电磁散射计算方法的角度截断双尺度模型:局部入射角小于限定角(约为20°)时,使用基尔霍夫近似计算占主导的镜反射分量;当局部入射角大于限定角时,用微扰法处理小尺度粗糙度所支配的漫射分量。该模型充分利用了基尔霍夫近似和微扰法各自的优点,同时避免了选取截断波数的棘手问题。应用该模型计算并讨论了风速、极化状态以及风向对后向散射系数的影响,并与实验数据进行了比较,取得了较好的吻合,证明了该模型的有效性。

高阶双尺度法求解粗糙海面的散射特性

针对传统双尺度法不能有效求解低掠入射散射特性的问题,通过在小尺度集平均中计及散射场的高阶微扰分量,而提出了一种高阶双尺度的新方法。通过高、低阶微扰法求解水平、垂直极化下的散射系数,分析了高阶场量在低掠入射下的修正效应,并讨论了不同粗糙度的情况,研究了高阶双尺度法的求解结果。和测量值的比较表明,考虑高阶散射分量的高阶双尺度法可以很好地求解粗糙表面的散射特性,从而证明该方法是正确而有效的。

无线电引信海面后向散射系数仿真分析

针对无线电引信在海杂波背景下目标检测问题的需要,在分析入射余角、工作频率、极化方式以及海面状态对后向散射系数影响的基础上,给出了海杂波对引信信杂比的影响,并对Morchin模型和双尺度粗糙面复合模型两类海面后向散射模型进行仿真和拟合;仿真结果表明:在大入射余角条件下,较双尺度粗糙面复合模型,Morchin模型能够取得更好的拟合效果,更有效地反映无线电引信超低空工作时海面后向散射系数。

微波辐射计航空遥感海面温度的应用研究

本文建立了微波辐射计遥感海面温度的理论及经验模式,分析和处理航空遥感及地面测试数据.从理论上对粗糙海面的辐射机理进行了分析,推导出非相关双尺度粗糙海面的微波辐射理论模式及泡沫的微波辐射模式.运用方便实用的经验模式对5.40GHZ 航空遥感数据进行了分析处理.对求解航遥海面温度的误差和不确定性进行了分析,指出微波辐射计遥感海面温度的可行性,测量精度可达1°K.

粗糙海面的电磁散射缩比模拟测量的若干基本问题

针对实验室内难以构造的高海情PM谱海面,采用电磁缩比测量的方法研究其电磁散射特性,首先定量分析了以淡水替代海水造成不满足物理相似性要求而引入的误差,然后讨论了缩比PM谱海面满足几何相似性条件的要求,和对粗糙海面进行缩比模拟测量的途径,根据粗糙海面缩比模拟理论与条件,在实验室内成功模拟构造满足缩比测量理论的粗糙海面。

高海情海面电磁缩比模拟方法及试验验证

针对实验室内难以直接构造高海情海面的问题,采用电磁缩比测量的方法研究其电磁散射特性。首先讨论了缩比PM谱海面满足几何相似性的要求,然后定量分析了以淡水替代海水造成不满足物理相似性要求而引入的误差和对粗糙海面进行缩比模拟测量的影响。根据粗糙海面缩比模拟理论,在实验室内成功模拟构造满足缩比测量条件的粗糙海面,并开展了海面缩比模拟测试验证,获取了海面散射特性数据。

双尺度动态分形粗糙海面的电磁散射及多普勒谱研究

利用更为符合海面实际散射场计算的双尺度法分析并计算了一维动态分形粗糙海面的后向散射截面 ,同时与微扰法有关结果进行了比较 .研究了动态分形海面后向散射信号的多普勒谱分形特征 ,分析了不同极化状态下后向散射截面和多普勒谱谱宽随入射角及分维的变化规律 。