[发明专利]一种宽带雷达海面回波仿真方法

权利要求书

1.一种宽带雷达海面回波仿真方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤S1、对雷达发射信号进行傅里叶变换获得的离散频谱进行线性插值并子带离散化，确定子带修正因子；

步骤S2、采用Bragg修正面元散射模型计算子带频率下的海面面元散射系数；

步骤S3、基于子带频率的海面面元散射系数，利用修正子带合成方法计算海面面元的宽带散射系数；

步骤S4、将海面面元散射系数代入到雷达方程中，获得面元回波幅度，利用面元回波幅度修正雷达发射信号，获得海面面元的宽带回波信号；

步骤S5、将海面几何模型中所有面元的宽带回波进行矢量叠加，生成海面几何模型的海面宽带回波信号。

2.如权利要求1所述的宽带雷达海面回波仿真方法，其特征在于，所述步骤S1中，雷达发射信号的中心频率f_c、带宽B，将雷达发射信号的频率下限记为f_s，频率上限记为f_e，记Δf＝(f_e-f_s)/99，将信号频率离散为f_s、f_s+Δf、f_s+2Δf、f_s+3Δf、……、f_s+99Δf(f_e)，频率幅度为子带修正因子，记为A₀、A₁、A₂、……、A₉₈、A₉₉。

3.如权利要求1所述的宽带雷达海面回波仿真方法，其特征在于，所述步骤S2中，计算子带频率下的海面面元散射系数的方法包含：

根据选定的海谱模型，用线性过滤法生成海面几何模型，并根据雷达发射信号中心频率进行三角面元化离散，采用基尔霍夫近似法计算三角面元的归一化雷达散射截面

其中，U_PQ为极化系数，P为散射极化方式，Q为入射极化方式，ki为子带入射电磁波波数，为入射方向，为散射方向，P(zx，zy)为斜率概率密度函数，q和qz由和决定，

q＝|q|，z_x＝-q_x/q_z，z_y＝-q_y/q_z；

用微粗糙面的功率谱模拟实际海面环境中的细小波纹，采用微扰法计算的海面面元细小波纹的散射系数

其中，S_capi(q₁)为Bragg散射的海谱成分，q_l为q在海面面元上的投影，ε为海面介电常数，表示极化因子；

则子带频率下的海面面元散射系数为：

对于同一个海面面元，不同的子带有不同的散射系数，依次求解每个子带对应频率下的海面面元散射系数。

4.如权利要求3所述的宽带雷达海面回波仿真方法，其特征在于，所述步骤S3中，计算海面面元的宽带散射系数的方法包含：

其中，I表示子带个数，f_i表示子带频率，A_i表示子带频率的幅度，R_ij表示面元与雷达间的距离，R表示海面几何模型与雷达的斜距，j是虚数单位，c是电磁波传播速度。

5.如权利要求4所述的宽带雷达海面回波仿真方法，其特征在于，所述步骤S4中，海面面元的宽带回波信号的计算方法包含：

将面元宽带散射系数带入雷达方程，获得面元回波幅度F_n：

其中，D为雷达参数，S_n为散射单元面积，σ_n是海面面元宽带散射系数，R_n为散射单元到雷达距离；

设雷达发射信号为s(t)，海面面元的宽带回波信号s_rn(t)为：

s_rn(t)＝F_n s(t-τ_n)

其中，τ_n为收发延时。

6.如权利要求5所述的宽带雷达海面回波仿真方法，其特征在于，所述步骤S5中，计算海面宽带回波信号的方法包含：

将海面几何模型中所有面元的宽带回波进行矢量叠加，获得海面宽带回波信号，即：

其中，s_r(t)为海面宽带回波信号，N为海面面元个数。