專利名稱：一種全極化海雜波仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全極化海雜波仿真方法，屬于雷達(dá)回波仿真領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對海面目標(biāo) 探測是雷達(dá)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，但由于海況的復(fù)雜多變和海面影響因素的多樣性，目前對海面的仿真仍然面臨很多的困難，主要基于海雜波的統(tǒng)計(jì)特性對海雜波進(jìn)行討論和仿真分析，目前常用的描述海雜波的統(tǒng)計(jì)模型有瑞利分布、威布爾分布、對數(shù)正態(tài)分布、K分布等，這些分布模型都是統(tǒng)計(jì)意義上的描述，也沒有涉及到具體的雷達(dá)極化狀態(tài)，或者認(rèn)為是不同極化的平均結(jié)果。隨著雷達(dá)分辨率的不斷提高，K分布是眾多的分布模型中能夠較好的反映高分辨率海雜波特性的分布，而對K分布的仿真，目前主要采用SIRP (球形不變隨機(jī)過程)方法。極化是包括微波在內(nèi)的電磁波的基本屬性，全極化雷達(dá)回波不僅包含了目標(biāo)和雜波的RCS (雷達(dá)散射截面積)信息，而且可以反映不同極化通道之間的相位信息，因此，與單極化雷達(dá)相比，全極化雷達(dá)可以提取出更加豐富的目標(biāo)和雜波信息，是目前雷達(dá)發(fā)展的趨
勢之一。由于海面不是靜止的，是一個動態(tài)過程，因此難以對海面建立確定的幾何模型，由于全極化回波對極化通道間的相位信息的敏感性，使得電磁計(jì)算的方法難以直接應(yīng)用于全極化海雜波的仿真，這也制約了全極化海面散射特性仿真分析、全極化海面目標(biāo)檢測研究
等的開展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對不同極化通道海雜波的特點(diǎn)和相互間的約束關(guān)系，提供一種實(shí)現(xiàn)全極化海雜波仿真的方法，仿真結(jié)果表明，本發(fā)明仿真得到的全極化海雜波數(shù)據(jù)能夠反映出海尖峰等海洋現(xiàn)象，并且各極化通道之間的約束關(guān)系滿足海雜波的物理特性，仿真結(jié)果可以用于后續(xù)的分析。本發(fā)明技術(shù)解決方案一種全極化海雜波仿真方法，實(shí)現(xiàn)步驟如下步驟101，利用已有的SIRP (球形不變隨機(jī)過程)方法仿真滿足K分布的隨機(jī)序列，并將仿真得到的隨機(jī)序列作為HH極化通道的海雜波，記為Shh ;所述HH極化通道指采用水平極化的雷達(dá)發(fā)射電磁波，并用水平極化的雷達(dá)接收回波，即水平發(fā)射，水平接收，簡稱HH ；步驟102，根據(jù)仿真的HH極化通道的海雜波stt，采用HH極化通道和VV極化通道的幅度約束，仿真計(jì)算VV極化通道海雜波Svv的幅度，即SvJ = TcJshh上式中的|x|表示對X取模值運(yùn)算，r。。為同極化比參數(shù)；所述VV極化通道指采用垂直極化的雷達(dá)發(fā)射電磁波，并用垂直極化的雷達(dá)接收回波，即垂直發(fā)射，垂直接收，簡稱VV ；
步驟103，根據(jù)仿真的HH極化通道的海雜波Shh，利用HH極化通道和VV極化通道間的相位差，仿真計(jì)算VV極化通道的海雜波Svv的相位，即Φνν = angle (Shh)-φεο式中，angle (y)表示取y的相位，Φ。。為HH極化通道和VV極化通道間的相位差；步驟104，根據(jù)仿真的HH極化通道海雜波stt，利用HH極化通道和交叉極化通道間的幅度約束，仿真計(jì)算交叉極化通道海雜波Sx幅度，即
權(quán)利要求
1.一種全極化海雜波仿真方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)步驟如下 步驟101，利用已有的SIRP球形不變隨機(jī)過程方法仿真滿足K分布的隨機(jī)序列，并將仿真得到的隨機(jī)序列作為HH極化通道的海雜波，記為Shh ;所述HH極化通道指采用水平極化的雷達(dá)發(fā)射電磁波，并用水平極化的雷達(dá)接收回波，即水平發(fā)射，水平接收； 步驟102，根據(jù)仿真的HH極化通道的海雜波Shh,采用HH極化通道和VV極化通道的幅度約束，仿真計(jì)算VV極化通道海雜波Svv的幅度，即
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全極化海雜波仿真方法，其特征在于所述步驟102中，仿真計(jì)算VV極化海雜波的幅度過程中，同極化比參數(shù)rco采用限定范圍的均勻分布方法，即rco e [rmin，rmax]，并且加入了約束條件^分別為同極化比的最小值和最大值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全極化海雜波仿真方法，其特征在于所述步驟103，仿真計(jì)算VV極化海雜波的相位過程中，所述Φ。。采用O均值和方差為σ 2的高斯分布進(jìn)行仿真，即 φ。。 (O，σ 2) O
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全極化海雜波仿真方法，其特征在于所述步驟104中，仿真計(jì)算交叉極化通道海雜波Sx的過程中，交叉極化通道的平均回波功率計(jì)算式為 其中為HH極化通道海雜波與交叉極化通道海雜波的平均功率比值，匕取值滿足 >1000，交叉極化通道海雜波的相位φχ則采用
之間的均勻分布進(jìn)行仿真。
全文摘要
一種全極化海雜波仿真方法，利用SIRP方法仿真K分布的隨機(jī)序列作為HH極化通道的海雜波，然后利用HH極化通道與VV極化通道之間的幅度約束和相位約束關(guān)系仿真VV極化通道的海雜波，最后利用HH極化通道與交叉極化通道間的約束關(guān)系仿真交叉極化通道的海雜波，得到各散射單元的全極化散射矩陣，實(shí)現(xiàn)全極化海雜波的仿真，仿真結(jié)果表明，本發(fā)明仿真得到的全極化海雜波數(shù)據(jù)能夠反映出海尖峰等海洋現(xiàn)象，并且各極化通道之間的約束關(guān)系滿足低海況下海雜波的物理特性，仿真結(jié)果可以用于后續(xù)的應(yīng)用。
文檔編號G01S7/41GK102628935SQ20121012077
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者劉凱琪, 孫作為, 王文光, 魯菲 申請人:北京航空航天大學(xué)