二維線性與非線性海面的寬帶散射特性仿真及分析

王佳寧 許小劍

(北京航空航天大學(xué) 北京 100191)

二維線性與非線性海面的寬帶散射特性仿真及分析

王佳寧 許小劍*

(北京航空航天大學(xué) 北京 100191)

該文基于加權(quán)曲率近似方法(Weighted Curvature Approximation, WCA)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)2維線性與非線性海面的寬帶電磁散射信號(hào)的仿真，并通過(guò)大量的蒙特卡洛仿真研究了距離高分辨率條件下各距離單元內(nèi)海雜波統(tǒng)計(jì)特性，特別是尖峰特性。研究結(jié)果表明，當(dāng)雷達(dá)分辨率提高、雷達(dá)入射視線方向由側(cè)風(fēng)轉(zhuǎn)向逆風(fēng)、海面風(fēng)速增加時(shí)，海雜波強(qiáng)度概率密度曲線(Probability Density Function, PDF)的長(zhǎng)拖尾現(xiàn)象將更加明顯。同時(shí)，非線性海面的寬帶散射回波信號(hào)中出現(xiàn)尖峰現(xiàn)象的概率更高。此外，對(duì)海雜波統(tǒng)計(jì)分布曲線的擬合結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的K分布和Weibull分布相比，Pareto分布在較小擦地角條件下能夠更好描述海雜波強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特性。

2維海面；寬帶散射；統(tǒng)計(jì)特性；加權(quán)曲率近似方法(WCA)；Pareto分布

1 引言

海面的寬帶電磁散射特性研究對(duì)海背景下的雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和海面目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別具有重要意義，特別是對(duì)易受海尖峰干擾的弱小目標(biāo)檢測(cè)。為掌握海面的寬帶電磁散射特性，相關(guān)機(jī)構(gòu)基于機(jī)載、星載等多種雷達(dá)，對(duì)海面回波信號(hào)進(jìn)行了多次測(cè)量和分析[1–5]，并得到了一些有用的結(jié)論。然而，由于測(cè)量所得數(shù)據(jù)變化范圍較大，雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)、測(cè)量設(shè)備性能和海洋環(huán)境參數(shù)不一致、數(shù)據(jù)量有限等原因，基于電磁計(jì)算方法對(duì)海面寬帶回波信號(hào)進(jìn)行仿真對(duì)全面認(rèn)識(shí)海面回波特性仍然十分必要。……