[发明专利]从高频地波雷达海洋回波一阶Bragg谐振峰中提取浪高的方法

摘要

本发明公开了一种从高频地波雷达海洋回波一阶Bragg谐振峰中提取浪高的方法，通过建立Bragg海浪谱值随浪高的响应曲线，用在雷达近距离单元上由二阶谱反演的浪高及一阶峰功率去标校远距离元的一阶峰功率，从而计算出远距离元上的浪高分布。本发明主要依赖的是Bragg海浪的不饱和特性，由一阶Bragg谐振峰提取浪高。由于在一般海态条件下一阶峰显著强于二阶谱，因此本发明将大幅提高高频地波雷达的浪高探测距离，同时对于采用紧凑接收天线的便携式雷达，可将使其获得浪高的空间分辨能力，从而极大促进其发展和推广应用。

主权项

一种从高频地波雷达海洋回波一阶Bragg谐振峰中提取浪高的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获得在高频地波雷达工作频率下的Bragg海浪回波谱功率随浪高变化的曲线p(h)，并得到曲线p(h)的反函数H(p)；步骤2：计算出雷达各距离元R上信号功率的传播距离衰减因子Ap(R)、诺顿(Norton)传播损耗因子AN(R)及由雷达接收机门控脉冲产生的工作比调制因子Ag(R)，得到各距离元R上信号功率总的与距离有关的衰减因子A(R)＝Ap(R)AN(R)Ag(R)；步骤3：在含有超过浪高提取所需信噪比条件二阶谱的近距离元R0上，采用常规基于二阶谱的方法计算出浪高h(R0)，并依据步骤1得到的浪高与Bragg海浪回波谱功率关系式p(h)求出相应的Bragg海浪谱p0，这里假设近距离元R0各方位上具有相同的浪高，其中所述的近距离元R0是能够由常规二阶谱进行浪高反演的距离元；步骤4：对各距离元R，计算多普勒功率谱，自动划分出正一阶谱区和负一阶谱区，获得正、负一阶峰功率的方位向分布和步骤5：选择一种风向扩展因子模型g(θ)，由正负一阶峰功率方位向分布估计出风向并计算出各方位上的风向扩展因子步骤6：在各方位上，由正、负一阶峰功率和风向扩展因子估计出含有一个待定系数α的Bragg海浪无向浪高谱值其中待定系数α是包括收发天线和接收机在内的雷达系统增益；步骤7：用近距离元R0对远距离元R1进行标校，得到Bragg海浪无向浪高谱值与的比值进而由p0求出Bragg海浪回波谱功率p1＝βp0，最终计算出浪高其中所述的远距离元R1是指超出了二阶谱反演浪高距离的距离元。