[发明专利]一种浪-流耦合海面的雷达后向散射截面数值模拟方法

权利要求书

1.一种浪-流耦合海面的雷达后向散射截面数值模拟方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：设置海面模拟参数和雷达参数，海面模拟参数包括：海浪有效波高h_s、海浪主波长λ₀、幅度和频率尺度因子b、分形海面粗糙度系数s和海浪主波波数K₀；雷达参数包括：雷达照射尺度范围L，雷达入射角θ，雷达波长λ，雷达入射波波数k；

其中，b＞1，K₀＝2π/λ₀，k＝2π/λ，1＜s＜2；

步骤2：根据海面模拟参数和雷达参数计算海表面高度，设海表面高度为ξ(x，t)，ξ(x，t)的表达式为：

其中，N为海浪正弦分量数，其取值满足b^N-b^N-1≥10；σ为海表面高度ξ(x，t)的标准方差，σ与有效波高h_s的关系为：h_s＝4σ；C为归一化常数，

ω_n为第n支海浪分量的谐波角频率，bⁿ为第n支海浪的幅度和频率尺度因子，g为重力加速度；是第n支海浪的波相位；C₀为海流流速；

步骤3：利用惠更斯原理、克西霍夫近似以及狄拉克格林函数，根据海表面高度ξ(x，t)反演雷达后向散射系数γ，γ的表达式为：

其中，为贝塞尔函数，p＝(p₀，p₁，…p_n…p_N-1)^T，T为转置运算符号；为时间相位函数：

其中

步骤4：根据雷达后向散射系数γ推导出归一化后向雷达散射截面σ₀，σ₀的表达式为：

σ₀＝20log₁₀γ (3)

步骤5：根据用户需要模拟的海面状态以及模拟海面状态所采用的雷达参数，确定步骤1-步骤3的输入参数值，由式(2)和式(3)计算出对应时间和照射空间的归一化后向雷达散射截面表达式。