[发明专利]一种基于雷达海杂波的对流层波导反演方法和装置

摘要

本申请提供了一种基于雷达海杂波的对流层波导反演方法和装置，该方法可以包括：获取雷达发射参数以及待分析海杂波传播路径上的海杂波信息，基于海杂波的传播方式信息，预估海杂波传播所经波导的波导类型；根据预置的波导类型与修正折射率模型的对应关系，选取该波导类型对应的目标修正折射率模型；从预置的用于反演对流层波导的目标函数集合中，选取与波导类型和海杂波信息对应的目标函数；基于雷达发射参数以及海杂波信息，并利用目标修正折射率模型和目标函数，确定出对流层波导的修正折射率分布。该方法和装置可以提高反演出的对流层波导修正折射率分布的准确性。

主权项

1.一种基于雷达海杂波的对流层波导反演方法，其特征在于，包括：获取雷达发射参数以及待分析海杂波传播路径上的海杂波信息，其中，所述海杂波信息至少包括所述海杂波的传播距离以及海杂波传播方式信息；基于所述海杂波的传播方式信息，预估所述海杂波传播所经波导的波导类型；根据预置的波导类型与修正折射率模型的对应关系，选取所述波导类型对应的目标修正折射率模型；从预置的用于反演对流层波导的目标函数集合中，选取与所述波导类型和所述海杂波信息对应的目标函数；基于所述雷达发射参数以及海杂波信息，并利用所述目标修正折射率模型和所述目标函数，确定出所述对流层波导的修正折射率分布，其中，所述目标函数中的海杂波功率理论计算函数是基于所述目标修正折射率模型计算出的修正折射率，来计算所述海杂波的海杂波功率的；其中，所述从预置的用于反演对流层波导的目标函数集合中，选取与所述波导类型和所述海杂波信息对应的目标函数，包括：当所述海杂波的传播距离小于预设距离时，将所述目标函数集合中的第一目标函数作为所述目标函数；当所述传播距离大于或等于所述预设距离时，将所述目标函数集合中的第二目标函数作为所述目标函数；其中，所述第一目标函数与所述第二目标函数不同；第一目标函数中假设掠射角随所述传播距离的变化对归一化雷达散射截面无影响，并将所述归一化雷达散射截面设置为预设常数；所述第一目标函数为：min|Pc(r)‑Pobs(r)|2；其中，Pobs(r)为在传播距离r处的实测海杂波功率；Pc(r)为在所述传播距离r所述海杂波的海杂波功率理论计算值，且其计算公式为：其中，其中，为所述海杂波传播路径上所有海杂波的实测功率的均值，为所述海杂波传播路径上所有P_c′(dB)理论计算值的均值；P_t为雷达发射功率，G为雷达系统的天线增益，λ为雷达频率对应的波长，L_s为所述雷达系统的总损耗，θ_B为所述雷达系统中天线3dB波束宽度，τ为所述雷达发射的脉冲宽度；F(r)为在所述传播距离r处的传播因子；c为自由空间光速，取为3×10⁸m/s；θ为所述海杂波在所述传播距离r处对应的掠射角，且secθ取值为1；所述第二目标函数为：min|Pc(r)‑Pobs(r)|2；其中，Pobs(r)为在传播距离r处的实测海杂波功率；Pc(r)为在所述传播距离r处的海杂波功率的理论计算值，且其中，Pt为雷达发射功率，G为雷达系统的天线增益，λ为雷达频率对应的波长，Ls为所述雷达系统的总损耗，θB为所述雷达系统中天线3dB波束宽度，τ为雷达发射的脉冲宽度；F(r)为在所述传播距离r处的传播因子；c为自由空间光速，取为3×108m/s；θ为所述海杂波在所述传播距离r处对应的掠射角，且secθ取值为1；其中，所述传播距离r处的掠射角θ为采用曲面波谱的谱功率估计法，并基于优化方法对谱功率进行优化得到谱功率最大时所对应的角度；σ0为所述传播距离处的归一化雷达散射截面，其计算公式为：其中，σ_0,GIT(r,θ)为利用乔治亚洲学院GIT模型计算得到的在所述传播距离r处的海表面归一化散射截面，F⁴_std(r′)是在标准大气条件下相同掠射角θ对应距离r′上计算得到的双程传播因子；其中，a_e为等效地球半径，h_t为发射天线海拔高度。