信息科学技术学术著作丛书 海面目标雷达散射特性与电磁成像PDF电子书下载

第1章 海面几何建模 1

1.1 海谱 1

1.1.1 功率谱 2

1.1.2 角度分布函数 7

1.2 双叠加模型 9

1.3 线性过滤法 14

1.4 非线性海面模型 17

1.4.1 二阶Creamer模型 18

1.4.2 尖浪模型 20

1.5 有限深度水域海面几何建模 24

1.5.1 有限水深海谱 24

1.5.2 有限深度水域海面建模 26

1.6 本章小结 30

参考文献 30

第2章 海面电磁散射建模 32

2.1 优化的复合表面模型 32

2.1.1 基本原理 33

2.1.2 镜像散射分量计算 34

2.1.3 漫散射分量计算 37

2.1.4 基于风速和入射电磁波频率的截断波数的确定 38

2.1.5 海面斜率联合概率密度分布的非高斯效应 41

2.1.6 遮挡效应 42

2.1.7 数值计算结果分析 44

2.2 角度截断复合表面模型 49

2.2.1 镜像区域的确定 50

2.2.2 模型推导 51

2.2.3 数值计算结果分析 54

2.3 半确定性面元模型 61

2.3.1 Fuks微扰解的基本公式 61

2.3.2 任意倾斜微粗糙小面元的散射 62

2.3.3 面元散射模型的建立 64

2.3.4 近掠入射区的遮挡修正 68

2.3.5 数值计算结果分析 71

2.4 毛细波相位修正面元散射模型 78

2.4.1 关于简化毛细波的假设 78

2.4.2 关于简化毛细波的幅度和方向 79

2.4.3 毛细波相位修正的解析形式推导 80

2.4.4 简化小面元的散射场与验证 82

2.4.5 海面总场模型的建立 84

2.4.6 数值计算结果分析 88

2.5 迭代基尔霍夫近似模型 90

2.5.1 锥形波 90

2.5.2 模型推导 92

2.5.3 数值计算结果分析 95

2.6 小斜率近似模型 98

2.6.1 散射振幅和散射系数的表示 98

2.6.2 小斜率近似模型在线性与非线性海面电磁散射中的应用 104

2.6.3 小斜率近似模型在有限水深海面电磁散射中的应用 107

2.7 基于CUDA的SSA快速算法 110

2.7.1 基本原理 110

2.7.2 计算结果分析 115

2.8 海面电磁散射的尺度缩比模型 116

2.8.1 缩比理论的基本原理 117

2.8.2 海水介电常数缩比条件 119

2.8.3 粗糙海面几何缩比条件 121

2.8.4 数值验证 122

2.9 本章小结 125

参考文献 126

第3章 海面电磁散射动态特性分析 130

3.1 海杂波的模拟 130

3.1.1 基于传统方法的海杂波模拟 130

3.1.2 基于电磁散射模型的海杂波模拟 133

3.2 海杂波概率分布模型 137

3.3 基于相位修正的海杂波I/Q双通道特性验证 141

3.4 动态海面单站散射回波多普勒谱特性研究 146

3.4.1 一维动态线性与非线性海面散射回波多普勒谱计算 148

3.4.2 二维动态线性与非线性海面散射回波多普勒谱计算 155

3.5 有限深度水域海面回波多普勒谱特性研究 158

3.5.1 有限深度水域海面电磁散射的SSA-2建模 158

3.5.2 单站散射回波多普勒谱数值结果及分析 160

3.6 本章小结 165

参考文献 166

第4章 海面目标复合电磁散射特性 169

4.1 三维电大目标散射的等效边缘电磁流方法 170

4.2 GO-PO方法在海面与目标复合散射中的应用 176

4.2.1 GO-PO中几何模型的消隐处理 176

4.2.2 一次反射、二次反射分析以及感应电磁流的计算 177

4.2.3 海面与目标复合散射场的计算 179

4.2.4 算例分析 180

4.3 目标与海面复合散射的修正多路径模型 184

4.3.1 目标与粗糙面耦合散射的传统多路径模型 184

4.3.2 修正多路径模型 187

4.3.3 算例分析 188

4.4 目标与海面复合散射的加权多路径模型 191

4.4.1 粗糙海面的镜像反射单元及其斜率分布 191

4.4.2 加权多路径模型 192

4.4.3 算例分析 194

4.5 本章小结 196

参考文献 196

第5章 动态海面上舰船目标复合电磁散射与多普勒谱分析 201

5.1 动态海面的多普勒谱特性分析 202

5.1.1 重力波谱与毛细波谱的划分 203

5.1.2 时变海面散射模型与多普勒谱计算 204

5.1.3 多普勒谱特性分析 206

5.2 船舶在波浪上的运动理论与仿真 212

5.2.1 船舶六自由度运动的坐标系定义 212

5.2.2 六自由度运动方程和切片法求解理论 214

5.2.3 幅值响应算子及确定海面上的船舶运动建模方法 222

5.2.4 仿真算例 224

5.3 二维时变海面及其上运动舰船的雷达回波模拟 228

5.3.1 模型参数及仿真流程 228

5.3.2 回波仿真算例 230

5.4 动态海面及其上运动船体的多普勒特性分析 233

5.5 本章小结 237

参考文献 238

第6章 波浪破碎和船首波复合散射模型 241

6.1 碎浪劈结构近似模型 241

6.1.1 碎浪的概述 241

6.1.2 波浪破碎的判据 243

6.1.3 劈结构碎浪的几何模型 244

6.2 基于等效边缘电磁流法的劈结构碎浪电磁散射分析 246

6.3 掠入射下含碎浪海面的电磁散射及多普勒谱计算 249

6.3.1 Kudryavtsev模型 250

6.3.2 LGA下含碎浪海面散射建模 252

6.3.3 数值计算结果分析 253

6.4 运用FLUENT模拟波浪破碎及湍流 258

6.4.1 FLUENT模拟不同尺度碎浪的单站散射 258

6.4.2 海浪破碎后湍流的单站散射 263

6.4.3 螺旋桨产生湍流的单站散射 266

6.5 含船首波海面和舰船复合电磁散射建模 272

6.5.1 船首波几何建模 273

6.5.2 含船首波复合散射分析 274

6.6 本章小结 278

参考文献 279

第7章 海面及其上舰船目标的SAR成像仿真 283

7.1 合成孔径雷达成像的基本算法 285

7.1.1 天线的基本原理 285

7.1.2 合成孔径雷达基本原理 287

7.1.3 条带SAR距离多普勒算法 291

7.1.4 条带SAR Chirp Scaling算法 295

7.1.5 两种算法的利弊 300

7.2 海面单站合成孔径雷达成像模拟 300

7.2.1 海浪SAR测量模式 301

7.2.2 海浪SAR成像的电磁散射模型 306

7.2.3 海浪SAR图像仿真结果及分析 312

7.3 海面双站合成孔径雷达成像模拟 319

7.3.1 Bis-SAR速度聚束理论 320

7.3.2 Bis-SAR海面散射模型 323

7.3.3 海浪Bis-SAR图像仿真结果 328

7.4 海面与舰船目标复合SAR成像模拟 335

7.4.1 舰船-海浪单站SAR成像模拟 335

7.4.2 舰船-海浪复合模型Bis-SAR成像模拟 341

7.5 动态海面合成孔径雷达回波数据的快速算法 344

7.5.1 静态分布目标回波模拟方法 345

7.5.2 动态海面SAR原始回波的快速模拟 350

7.6 本章小结 356

参考文献 356

缩略词表 361