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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
时变海面电磁散射特性在海洋遥感、海上目标探测和识别、雷达波形优化设计等领域具有重要的应用价值。由于复杂的海表面几何结构、粗糙面散射元间复杂的相互作用、海浪的动态特性和随机性等均对电磁散射构成重要影响，使得时变海面的电磁散射计算题目异常复杂，制约了这一重要课题的研究进展。本文基于时变线性和非线性海面，研究海表面的电磁散射和多普勒谱特性，探求后向散射信号的调制机理，并基于复合高斯调制，初步探索了海杂波的统计建模方法。主要研究工作及成果如下：（1）线性和Creamer非线性海面模型与粗糙面电磁散射计算方法相结合，对比研究了不同海面的统计特征及其电磁散射特性。仿真结果表明，非线性海面的散射信号更强一些，但不同海面的归一化雷达散射截面（NRCS）差异较小。因此，就一般的NRCS仿真应用而言，线性海面即可近似满足要求。另外，在海面前向散射的基础上，基于低阶小斜率近似（SSA）方法为海面复反射系数建模，研究其时变和统计特性，并与一般文献中给出的经验公式进行比对。（2）基于时变的散射场，研究了海面后向电磁散射信号的多普勒谱特性，分析了雷达与环境参数以及海面非线性水动力作用对多普勒频移和展宽的影响。研究表明，在阐释雷达多普勒谱时，波浪间的非线性作用是不容忽视的。另外，以快速迭代（MOMI）数值方法计算结果为参考，讨论了小斜率近似方法在多普勒仿真中的适用性，对比发现，低阶SSA只能表征垂直极化（VV）的杂波谱特性，为了表征谱的极化差异，需要采用高阶SSA技术，仿真表明二阶SSA与MOMI计算结果吻合得较好。（3）基于复合高斯模型，采用Middleton相位差和Lee给出的幅度比理论模型研究了海面后向散射信号相位和幅度的统计特性，探索了数值生成的海杂波信号的调制机理。研究发现，电磁计算方法生成的海杂波信号其相位差和幅度比统计均与理论模型吻合得较好，表明数值生成的时变海面后向散射场在短时间尺度上服从联合高斯分布，但其幅度被海表面的长波浪所调制。该调制机理与文献中给出的实测数据分析结果一致，进一步验证了本文海杂波电磁散射建模方法的有效性。（4）基于复合高斯调制机理，给出了一种海面后向散射特性实时仿真的统计模型，推导了服从韦布尔分布、对数-正态分布和复合K分布的后向散射系数统计生成函数，并在此基础上建立了一种相关K分布海杂波统计模型。与实测数据或理论分布对比验证了该海杂波统计建模的有效性。 |
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发表于 2023-10-19 18:45:17
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