岸基X波段寬帶相參雷達海浪信息提取技術研究.pdf

1、海洋是大自然的天然屏障，它擁有豐富的水資源、生物及礦產(chǎn)資源，對其進行探索和開發(fā)利用，是拓展我們人類生存空間的重要途徑。我國海岸線綿長，臨海廣闊，海洋資源十分豐富，這使得研究海洋遙感技術有著非常重要的意義。X波段雷達（XBR）可以對海面成像，是目前監(jiān)測海洋環(huán)境的重要手段。其工作頻率為8GHz~12GHz，它以價格低廉、方便可靠、實時全天候以及高時空分辨率等優(yōu)點在各國引起了不小反響。
　　本文簡要敘述了XBR在海洋遙感獲取海態(tài)參數(shù)技術

2、應用上的發(fā)展歷程以及目前國內外的研究狀況。國內外的研究都是基于 X波段非相參雷達的，本文提出 X波段寬帶相參雷達的海浪反演方法。相比于非相參雷達，一方面它可以通過相參積累直接得到海浪的徑向速度信息，并且形成的海面圖像為復序列，另一方面采用大帶寬可以獲得更高的距離分辨率，從而可以更小尺度觀測波浪。模擬仿真中采用200MHz大帶寬，距離分辨率可以精確到0.75m。
　　本文的主要工作是對岸基X波段寬帶相參雷達反演海浪特征參數(shù)算法進行分

3、析討論，提出對雷達回波進行相參積累（二維FFT處理），對同一距離門的海浪速度加權平均得到海浪的徑向速度，并對得到的徑向速度進行單站矢量合成，即可得到海表層流場。進而對雷達圖像進行基于傅氏變換頻譜分析的反演算法提取海浪參數(shù)。首先，對XBR成像機理進行了理論分析。雷達發(fā)射的電磁波以幾乎與海平面平行的方式到達到粗糙的海表面，海浪的波動起伏，與相近波長的毛細波發(fā)生Bragg共振散射，而同時毛細波又受到較長波長的海面重力波的調制。后向散射回波到達

4、雷達天線，生成海雜波圖像。對一系列連續(xù)的隨時間演變的海雜波圖像序列做三維離散傅里葉變換得到雷達圖像譜。利用頻散關系設計帶通濾波器對圖像譜濾波，從背景噪聲中分離出海浪能量。對圖像譜積分，并用MTF對其進行校正得到海浪方向譜，從而可以提取出海浪的一維頻譜以及特征參數(shù)等信息。仿照SAR圖像中提到的有效波高與雷達接收到的回波SNR有線性關系，估計出海浪有效波高。
　　最后，對提出的X波段寬帶相參雷達的海態(tài)參數(shù)反演算法進行了仿真驗證。選取P