海环境近场电磁散射特性模拟测量研究

实验室模拟测量是研究海杂波及海杂波背景下目标散射特性的一种有效手段,文中利用造波水池模拟生成海浪,并利用距离波门截取技术获取主波束照射区域内的海面回波,开展了海杂波的实验室模拟测量,该方法减少了造波池岸、天线旁瓣等的影响,测量的模拟海面散射系数及多普勒回波与海面实测结果较为一致。     

海杂波环境中运动目标电磁散射的数值模拟

提出用广义前后向迭代方法(GFBM)与谱加速算法(SAA)结合的数值方法,求解PM谱粗糙导体海面与船目标散射的电磁场积分方程,数值模拟海杂波中船目标双站与后向散射,给出观测条件变化时的海杂波与目标回波、及其与环境和目标各特征参数关系的模拟.提出有限元-区域分解法(FEM-DDM)的双级准静态方法,数值模拟风驱动态海面上低飞目标的Doppler(DP)频谱.分析了不同海况、有无舰船目标的情况下海面上低空飞行目标的时域回波、DP频谱及其与目标飞行高度、观测角等特征参数的关系.     

曲面角近区散射特性的理论分析

当接收天线位于目标散射场的近区时，不仅要考虑天线各方向上场相位的不同，而且应计入幅度不同带来的影响。本文结合一致性几何绕射理论（ＵＴＤ）和物理光学法（ＰＯ）对一曲面角模型的近区散射特性进行了分析，给出了近区条件下凹面散射场的修正计算公式，并且分析了强方向性波束照射下镜面反射线不能用ＵＴＤ计算的原因，指出了近区与远区散射特性的差别所在。理论计算值与实验数据比较的结果表明，这一方法对近区散射场特性的分析是行之有效的。     

基于实采数据的海杂波与气象杂波模拟

雷达模拟器中杂波信号的逼真程度对雷达职手的训练质量起着至关重要的作用.如果海杂波和气象杂波的数学模型产生的模拟信号不够逼真,就无法满足雷达职手的训练要求.文中根据训练态势中设定的自然环境条件,对外场实验中采集到的真实杂波数据进行位置和强度上的处理,从而产生满足战术训练要求的海杂波和气象杂波信号.由雷达模拟器的终端显示可知,该方法产生的海杂波和气象杂波信号具有很高的逼真度,可以满足雷达职手的训练需要.     

海杂波信号生成及系统实现

根据海杂波的特点 ,提出了硬件实现海杂波产生的方法 ,为雷达模拟系统提供各种分布的海杂波环境 ,以检验雷达在杂波环境下 ,对目标的发现、跟踪能力。     

多波段多极化海杂波特性的实验研究

长期以来,海杂波特性研究一直是雷达和微波遥感界普遍关心的问题。本文讨论基于矢量网络分析仪组建的波谱计对海杂波特性所进行的多波段(S,C,X,Ku)多极化测量,包括测量系统、实验描述和数据处理方法,通过数据分析得到不同海态下杂波特性(散射系数、多普勒谱等)随频率、极化和人射角(含小擦地角)的变化关系并给出一些典型结果。     

海洋环境对雷达海杂波后向散射特性影响分析

为分析海洋环境对雷达海杂波后向散射特性的影响,建立了一种基于修正复合模型方法的雷达海杂波后向散射关系模型。雷达入射余角较大时,主要散射形式为镜面散射;入射余角较小时,主要散射形式为Bragg散射。考虑了逆顺风条件下后向散射系数的差异性,改进了原有模型Bragg散射的方向海谱部分,增加了风向因子。利用模型对不同入射角条件下海洋环境因素与后向散射系数的关系进行了仿真计算。计算结果表明,当海面作为雷达波的反射面时,雷达后向散射特性十分复杂,风速、风向、海浪、降水、海面油污等海洋环境因素都会对其产生影响。其中,风速和有效波高对海面后向散射的影响最大,风向次之,降水再次之,而海面油污的影响最小。      

岸基雷达的海杂波特性及抑制方法研究

岸基雷达在执行具体任务的过程中,常常会受到海杂波的干扰,从而降低其侦测能力。由于海杂波的变化无明显规律且性质难以掌控,因此其消除工作也比较困难。海杂波和海域、气象等各种因素都有关系,当海杂波不存在时,雷达画面比较清晰,而受到海杂波干扰后,往往会令雷达无法对目标进行准确的定位与侦测。本文从海杂波特性入手,从时域、空域、频域三个方面提出了海杂波的消除方法。     

实测海尖峰特性分析及抑制方法

在高分辨率、低擦地角、高海况以及HH极化工作方式下,雷达回波强度会明显增强,容易产生海尖峰,使得海杂波具有高幅值、非平稳和非高斯等特点,严重影响雷达对海面微弱动目标的检测.为此,该文提出一种海尖峰抑制方法,首先,给出了海尖峰判别和筛选方法,在此基础上,分析了海尖峰的幅值特性、时间相关性、多普勒谱和分数阶功率谱特性;其次,通过剔除背景中的海尖峰并选取最小平均功率水平的背景杂波作为待检测数据,能够抑制海杂波,改善SCR;最后,实测数据的实验结果验证了该方法的有效性.      

高速PCB近区场电磁骚扰研究

分析了高速电子电路产生的电磁干扰(EMI)及相关印刷电路板(PCB)上电磁骚扰源的模型特征。利用电偶极子与磁偶极子模型分别对PCB上的共模辐射源和差模辐射源建模,着重探讨近区场辐射特征。以一种500MHz的高速电路为例,在MATLAB平台上分别对其电场与磁场进行仿真。结果表明,其近区场电场与磁场强度最高分别可达5×1011μV/m和9×1011μA/m。依据所使用模型及其仿真结果,有针对性地提出几种降低高速PCB电磁骚扰的方案,并比较了这几种方案的优劣。     

近海面折射效应对红外探测距离的影响

基于近海面海气通量算法与抛物线近似方法建立光线传播轨迹数学模型,评估最大探测距离( MIVR),阐释蜃影出现的机制.通过数值分析以及海上对比试验验证,在相同的风速条件下,MIVR会随海气温差(△T)的减小而减小;当海气温差△T不变时,随着风速的增大,MIVR逐渐减小;△T越小,MIVR的递减量越趋于平缓;MIVR与高度...     

测量印刷电路板近场电磁辐射的一种新方法

文中主要阐述了一种测量印刷电路板近场电磁辐射的新方法，讨论了此种方法的基本工作原理。最后给出了用此种方法进行产品研制的流程图。     

粗糙海面上舰船Kelvin尾迹的电磁散射仿真

基于点源扰动方法建立了舰船的Kelvin尾迹模型, 模拟了不同船速下的Kelvin尾迹.实际中, 舰船尾迹除了受到舰船自身参数影响外, 还会受到风驱海浪的调制.为了建立更为符合实际的Kelvin尾迹模型, 借助PM(Pierson-Moscowitz)海谱生成粗糙海面, 将其与Kelvin尾迹模型进行线性叠加后, 得到了粗糙海面上舰船尾迹.在该复合模型基础上, 利用物理光学法获得了不同入射情况下的单站、双站的雷达散射截面, 实现了海面舰船尾迹电磁散射的模拟仿真.这一过程的实现, 有利于更好地模拟舰船尾迹在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)中的成像仿真, 同时为SAR成像中舰船尾迹以及舰船自身的识别奠定了基础.     

基于分形的粗糙海面三维抛物方程模型及其应用

风驱海浪随机起伏变化是海面环境的典型特征之一, 而较大的风浪通常会给海面无线通信带来重要的影响.传统的抛物方程(Parabolic Equationmethod, PE)模型在预测粗糙海面的电波传播时, 未能充分考虑海浪的电磁散射以及阴影效应等.针对以上不足, 文中基于三维抛物方程, 引入动力学分形方法, 对传统的抛物方程模型进行了改进研究.相比传统的Miller-Brown近似方法, 改进后的预测模型能更好地反映出海浪几何特征对电磁波传播的影响.最后以舰载雷达的有效探测范围为计算背景, 对粗糙海面的电波传播特性进行了仿真分析, 结果表明了该模型在区域级海面环境电波预测的可行性.     

随机粗糙海面上地波传播衰减因子

基于地波沿随机粗糙而传播的Ｂａｒｒｉｃｋ理论,研究了等效归一化表面阻抗积分的数值计算方法。采用指数大气模型和实际海水电参数,通过对光滑球形地面上Ｒｏｔｈｅｒａｍ地波场计算公式进行修正,计算得到了不同海态时海面上地波传播衰减因子。     

分数阶Fourier变换和近区场的计算

在一维分数阶Fourier变换（FRFT,Fractional Fourier Transform)的基础上,给出了二维FRFT的积分表示。通过对口径电流分布辐射场的分析,得到了口径辐射场与口径电流分布二维FRFT的关系。对于两种极限情况的讨论,表明二维FRFT可以一致地适用于Fresnel和Fraunhofer区辐射场的表示。     

近场测量相控阵天线的全息成像方法

研究了一种利用近场测量技术全息成像相控阵天线口径幅相的方法。该方法是把近场测量获得的方向图函数与由单元形式及幅相分布表示的方向图函数进行比较,采用FFT算法和空间域的Fourier重构法,可以快速、精确地成像出相控阵天线口径的“全息图”,进而诊断出阵中单元幅相的奇异程度。通过仿真实验,检验了该方法的成像分辨率和精度,并考察了不同口径区域的成像误差对辐射方向图的影响程度,说明该具有非常好的应用前景。     

星载合成孔径雷达海面风场反演方法研究进展

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）因其全天时、全天候、高分辨率对海探测的特点,在海面风场反演方面具有独特优势。分别以合成孔径雷达风向、风速以及风矢量反演为主线,对国内外相关工作进行了详细的总结。     

基于支持向量机的粗糙海面风速及海表盐度反演研究

将支持向量机(Support Vector Machine, SVM)回归技术应用到海况参数(如海表盐度、海面风速等)反演研究.利用双尺度模型(Two-Scale Model, TSM)作为前向电磁算法, 数值模拟不同雷达参数下风驱粗糙海面微波后向散射系数, 经过敏感性分析, 选取L波段(1.4 GHz)、C波段(6.8 GHz)及其合适的入射角作为雷达参数, 并设计多种反演方案, 分别以单频率双极化双角度、双频率双极化双角度及双极化后向散射系数的比值作为SVM的训练样本数据信息, 经过适当的训练, 利用SVM回归技术对海洋表面风速和盐度进行了反演研究.研究结果表明, 针对于海面风速的反演, C波段的反演精度最高, 针对于海表盐度的反演, L波段同极化散射系数比值作为SVM输入的反演精度较高.最后, 检验了SVM反演方法的抗噪声性能, 表明文中提出的SVM方法能较好地应用于实际海况参数反演问题.     

时域平面近场散射测量研究

时域平面近场散射测量是一种在近场区域进行散射测量的技术,可以有效地进行宽带的散射测量,具有超宽带测试、可以获得时域散射场、空间利用率高等特点,针对时域平面近场散射测量技术体系,在时域近场测量的理论基础上,提出了系统组建方案,论证了系统的可行性,开展了针对典型目标的验证测试,并对测量结果进行了初步的误差分析.证明了时域平面近场散射测量的有效性.