一、粗糙海面的电磁特性研究（论文文献综述）
祝祥,郑东[1]（2021）在《基于FSV技术的复杂水面目标电磁散射评估研究》文中认为针对计算电磁学仿真与试验结果评估,特征选择性验证技术（FSV）已经发展成为一种专家模拟意见的新技术。基于雷达散射截面积RCS这一电磁散射特征量,可以用计算机仿真与实船试验手段得到,仿真和试验这两类散射数据集可展现出趋势和量级两个方面的相似性。本文给出了一种结合FSV针对复杂水上目标散射问题适用性的基本评估尝试,本评估研究将美国密歇根湖的典型风驱谱模型引入粗糙湖面的电磁散射计算之中,JONSWAP海谱模型则被用于计算粗糙海面的散射。研究结果表明,FSV技术在舰船复合散射数据评价中具有较好的应用价值。
张文博[2]（2021）在《粗糙半空间目标电磁散射建模方法研究》文中提出目标电磁散射特性建模研究在雷达目标识别探测、隐身反隐身作战、矿藏勘探等领域具有重要价值。现实世界中所关注的目标,除了空、天飞行目标外,大量的目标都处于非均匀环境,如典型的地、海等半空间环境。此时,目标电磁散射不仅取决于其自身,所处的环境也会极大地影响其散射特性。因此,目标与环境的复合散射要求建立一体化的分析模型。本文针对海面这一典型环境开展研究,提出新型的粗糙半空间环境模型,并基于积分方程方法对该环境下目标的电磁散射特性进行建模和分析,主要内容包括:针对目标特性建模,本文首先利用算子理论回顾了矩量法基本原理,并详细阐述了其实施过程,特别介绍了最常用的RWG基函数形式。在此基础上,将上述算子具体化,引入电磁场表面积分方程。为计算电大目标,本文进一步介绍了多层快速多极子方法的数学原理和实施步骤,该方法利用分组聚合,整体转移,降低了远区间的交换链数,可极大降低矩量法求解积分方程的计算复杂度,加速求解过程。本文通过程序实现,对典型目标电磁散射进行建模分析,并与仿真软件进行结果对比,验证了上述方法在目标特性建模中的准确性与实用性。为考虑目标与海面的复合散射,需要建立海面的粗糙面模型,本文介绍了海谱的概念,并解释了通过海谱生成粗糙海面模型的详细过程。与实际海面不同,计算所需的海面模型有一定的大小,即存在边界。为了抑制海面模型边界处出现的“边界效应”,本文采用二维的锥形入射波,将照射面上的能量渐进截断。在此基础上,进一步详细介绍了粗糙海面与目标复合模型的生成过程,将目标与截断的海面作为一个复合目标,通过上述方法对其进行了一体化建模计算。在掠入射情况下,锥形波入射的照射面积会急剧增大,使得所需的海面尺寸急剧增大,由此带来了巨大的求解未知量。为解决该问题,本文引入一种新型的粗糙半空间模型。首先利用平面半空间作为一个基础模型,并采用半空间并矢格林函数描述该无穷大背景的散射贡献,在此基础上,将生成的有限粗糙面叠加于该平面半空间之上,得到粗糙半空间模型,并结合实际目标进行粗糙半空间目标的散射求解。由于海面和目标的耦合随着距离的增加而减小,在距离目标较远处,可利用平面界面代替粗糙面进行与目标的耦合计算,避免了空间截断问题。具体而言,本文首先对平面半空间中的并矢格林函数和入射场进行了详细推导,并给出了该半空间中电场积分方程和磁场积分方程的离散矩阵表达式。为了使粗糙面边界平滑过渡到平面半空间界面,本文引入一个衰减窗函数对粗糙面边界进行光滑截断。最后将该粗糙面贴合到平面半空间之上,将其视为一个特殊的开放体目标,并与真实目标形成一个复合模型,利用半空间矩量法对其进行一体化散射求解。通过与仿真软件对比,验证了该方法的正确性。为了提升该散射模型求解电大问题的能力,本文进一步探讨了基于半空间并矢格林函数的多层快速多极子方法,通过对实际区域与镜像区域的分层分组完成聚合转移和配置计算,最终实现粗糙半空间环境下电大目标电磁散射求解。最后,通过粗糙半空间中的舰船模型散射研究,验证了所提方法处理电大问题的能力。
毕楠[3]（2021）在《动态目标水面尾迹建模及识别方法研究》文中研究指明海洋表面或分层海水中动态目标在航行过程中生成的尾迹是海洋中动态目标的主要运动特征之一。通过对复杂海洋环境背景下动态目标生成尾迹的识别以及尾迹对粗糙海面电磁散射特性影响的研究能够实现对海洋中动态目标的识别和监测,并在动态目标特征参数反演等领域发挥重要作用。本文研究了二维粗糙海面背景下动态目标生成Kelvin尾迹和内波尾迹的分布特征,提出了基于特征选择验证法的海面尾迹识别与检测方法:针对大尺寸粗糙海面,将尾迹的叠加视为局部海面波能量变化,通过提取和比较相关函数特征差异量均值实现尾迹分区识别和检测;在尾迹分布尺寸与待检测海面尺寸相近时,基于尾迹对海面电磁散射特性影响,利用特征选择验证法将电磁散射特性的变化特征进行提取和量化,得到叠加尾迹前后的粗糙海面电磁散射特性随特征参数变化的规律,实现尾迹的识别和检测。主要工作内容如下:（1）研究了海谱及方向分布函数模型,结合方向分布函数对海面各向异性的特征表达,并综合考虑了方向分布函数的计算复杂度,提出了典型海况条件下、不同波数比方向分布函数的对比和评价方法,为二维粗糙海面建模时方向分布函数的选择提供了有效的理论依据。（2）研究了随机粗糙海面以及动态目标尾迹的产生机理,建立了二维大尺寸粗糙海面、海面舰船Kelvin尾迹以及分层海水中内波尾迹的几何模型,确立了海面和尾迹与海面建模参数、船体运行参数以及船体结构参数的关系。（3）研究了大尺寸粗糙海面背景下Kelvin尾迹和内波尾迹的分区识别和检测方法。首先,将尾迹视为大尺寸粗糙海面中局部海面波能量的变化,对粗糙海面进行分区,利用Radon变换提取各个分区海面的相关函数检测量,然后通过特征选择验证方法对检测量的特征差异进行提取和比较,得到了分区海面特征差异量平均值及其变化特点,并基于特征差异量均值变化与海面风速、舰船航行速度等参数之间的映射关系,提出了利用分区检测方法实现动态目标尾迹识别方法及其适用条件。在高海况条件下,利用分区检测方法的Kelvin尾迹检测准确率能达到95%以上,内波尾迹的检测准确率能达到90%。（4）研究了叠加尾迹前后的二维粗糙海面电磁散射特性。基于双尺度法对比分析了海面风速、风向、船体结构尺寸以及舰船航行速度对粗糙海面后向电磁散射特性的影响。在粗糙海面叠加分布面积相近的尾迹时,利用特征选择验证方法比较海面后向散射系数的变化,并将变化特征进行提取和量化,从而能够系统评价动态目标尾迹对粗糙海面电磁散射的影响。通过特征选择验证方法将尾迹对海面电磁散射特性的影响进行数值量化和评级,综合考虑海面风速、舰船航行速度等典型参数对评价等级的影响,确定了利用散射信息实现尾迹识别的适用条件。在海面风速不大于10m/s的海况条件下,尾迹的检测评价等级能够达到4级,对应检测准确率在90%以上。本文提出了两种不同海面条件下基于特征选择验证方法的动态目标生成尾迹识别方法:第一种方法是比较分区海面特征选择差异量均值,通过对比值参数的计算实现大尺寸粗糙海面叠加尾迹的识别和检测;第二种方法是通过系统评价和量化尾迹对海面后向散射系数的影响,根据FSV评价等级实现与待测海面分布尺寸相近尾迹的识别和检测。两种方法的识别效果均受到海面风速、舰船航行速度等参数影响。计算结果表明,在合适的参数条件下,两种方法都能够直观、准确的实现尾迹的识别。
李东芳[4]（2020）在《非线性海面的电磁散射特性研究》文中研究说明非线性海面电磁散射的计算和回波特性分析一直是海面电磁散射研究领域的难点与热点问题。目前,在海面电磁散射计算中常常采用数值方法或近似方法。数值方法计算精度高,但当海面为电大尺寸时又普遍存在计算效率低的问题。相对于数值方法,近似方法计算效率较高,但在大入射角时计算精度变得较差。在保证计算精度的前提下,如何提高近似方法适用范围以实现电大尺寸海面的电磁散射研究已成为计算电磁学中的艰巨任务。另一方面,电大尺寸海面几何建模是海面电磁散射特性分析的前提和重点,而线性海面只是对单纯涌浪或风浪的粗糙模拟,如何加上风、浪及波间相互作用的非线性效应来较准确地实现海面的几何建模是至关重要的基础环节。当海面风速增大时,含泡沫、破碎浪的海面属于典型的能反映波浪之间相互作用的非线性海面,而泡沫又分为浪峰泡沫（Stage A）和静态泡沫（Stage B）两个阶段,且不同泡沫阶段有不同的泡沫厚度及覆盖率,如何采用有效的方法确定同一海况下同时存在Stage A和Stage B的覆盖比例,以及建立这种情况下的电磁散射模型对全面且正确的分析泡沫覆盖海面电磁散射起到重要作用。当海浪从深海区域传播到浅海区域时,海浪的潮流与海底地形的相互作用会导致海面粗糙度在空间位置上发生不同变化,如何建立浅海海面几何模型及海底地形对海面的调制作用是分析浅海海面电磁散射特性的基础。本文着眼于快速准确的计算电大尺寸非线性海面的电磁散射需求,对非线性海面的电磁散射和回波特性展开了系统研究,主要分析了近似方法在海面电磁散射计算中的适用范围,建立了快速且较准确计算电大尺寸海面的电磁散射模型。分析了高海况下泡沫覆盖海面的电磁散射特性,研究了海底地形与潮流的相互作用对浅海海面的调制机制。本文的研究工作主要从以下几个方面展开:1.在电大尺寸海面电磁散射计算中,数值方法虽然计算精度高,但其效率低,而较常用的近似方法-双尺度（Two Scale Model,TSM）混合模型是将基尔霍夫近似（Kirchhoff approximation,KA）和微扰法（Small Perturbation Method,SPM）相结合,但截断波数的选取对电磁散射的结果影响较大。在保证计算精度的前提下,结合各近似方法的适用范围以及计算效率,采用积分方程法（Integral Equation Method,IEM）代替TSM中的SPM,并提出自适应截断波数的计算方法,与传统的双尺度模型相比,新模型的计算精度更高。2.基于电磁散射贡献面元化思想,建立了海面面元双尺度散射模型,用IEM计算每个小面元的布拉格散射,再用KA计算每个小面元的镜向散射。当海面风速增大时,运用面元散射模型分析了无泡沫覆盖海面面元的电磁散射,用多层介质散射模型分析了泡沫覆盖海面面元的电磁散射,最后将所有面元的散射场叠加得到总散射场。并提出了自适应型Stage A和Stage B的覆盖占比,建立了不同海况下的泡沫覆盖海面电磁散射模型。3.当海浪从深海传播到浅海时,浅海海面的几何模型与深海是不同的,本文提出了将海浪谱方法与规则波浪相结合生成受海底地形影响的浅海海面几何模型,既反映了海浪的随机波动特性,又反映了浅海的折射效应。基于布拉格散射机制,分析了浅海区域潮流与海底地形的相互作用,实现了不同参数下海底地形对海面的调制作用随空间位置的变化趋势,较准确地预估了海底地形对海面的调制作用。4.基于海上实测回波数据,分析了不同海况下实测数据海杂波的多普勒频谱和幅度分布特性。同时基于提出的面元散射模型,对不同风区海面、潜艇内波等不同海场景做了成像分析。
潘艳兰[5]（2020）在《基于IPO的含卷浪海面与目标复合电磁散射研究》文中提出近些年来,随着海洋遥感、海洋环境中目标的探测与识别技术的发展,海面散射及其与目标的复合电磁散射越来越受到国内外学者的重视。本论文主要围绕含卷浪海面电磁散射、含卷浪海面与目标复合电磁散射两个方面展开研究。具体采用迭代物理光学法（IPO）求解了一维、二维含卷浪海面的电磁散射;基于多路径散射思想和等效原理,运用物理光学法（PO）-迭代物理光学法（IPO）结合的方法计算了一维含卷浪海面与二维目标、二维含卷浪海面与三维目标的复合散射。论文的主要工作包括以下几个部分:1.高海情下一维粗糙海面的电磁散射。基于迭代物理光学法（IPO）的基本原理,详细推导了HH极化下IPO方法计算高海情下一维粗糙海面电磁散射系数的计算公式。研究了不同风速、极化下海面的电磁散射特性,并与传统矩量法（MoM）及PO的数值结果进行比较,结果表明相较于PO方法,IPO方法的计算结果与MoM法吻合的更好。2.一维含卷浪海面的电磁散射。针对PO方法计算粗糙面电磁流不够准确的问题,采用更为准确的IPO方法计算一维含卷浪海面的电磁散射。基于Fournier卷浪模型,考虑海面风速对卷浪波长和高度的影响,建立改进的时变卷浪模型;进而将相同风速下的实际PM谱海面与时变卷浪进行拼接,建立不同时刻下含单个卷浪或多个卷浪的一维海面几何模型。利用IPO方法计算一维含卷浪海面的电磁散射,考虑面元之间的耦合作用,并与传统矩量法（MoM）的计算结果进行比较,结果表明两种方法在中小散射角度内具有很好的一致性。详细分析了不同极化、不同时刻、不同卷浪个数下含卷浪海面的电磁散射特征。3.一维含卷浪海面与二维目标的复合电磁散射。基于多路径散射思想和等效原理,运用PO-IPO方法建立一维含卷浪海面与二维目标的复合电磁散射模型。该算法采用PO方法计算目标的散射,采用IPO方法计算含卷浪海面的电磁散射,两者之间的耦合散射采用近场-近场的等效电磁理论进行求解。详细计算了不同极化、不同目标类型、不同卷浪个数下一维含卷浪海面与二维目标的复合电磁散射系数,并与传统矩量法（MoM）结果进行了对比验证。同时分析了上述不同参数下复合电磁散射系数的变化规律。4.二维含卷浪海面及其与三维目标的复合电磁散射。首先在一维时变卷浪几何模型的基础上,在y轴上进行拓展得到二维卷浪模型,并建立含卷浪二维海面几何模型。推导三维空间IPO方法计算公式,求解二维卷浪的电磁散射,并与FEKO软件中MLFMM的计算结果进行对比,验证了三维IPO方法的正确性。进而推导三维目标与二维含卷浪海面复合散射的PO-IPO计算公式,研究了二维含卷浪海面上方导弹目标的电磁散射特性。
陈真佳[6]（2020）在《海上电磁频谱感知与预测方法研究》文中研究表明随着各国海洋开发意识的不断增强以及我国“智慧海洋”国家战略目标的快速推进,海上用频设备的使用数量和种类急剧增加。由于海洋环境的复杂性与特殊性较高,使得海上电磁频谱资源的有效利用和管控变得十分困难。研究海上电磁频谱感知与预测方法对于探索复杂海洋环境下的海上电磁波传播特性、逐步建立海上电磁频谱资源空间分布模型、提出海上电磁频谱资源有效管理新方法等具有重要意义。本文基于海上分布式电磁频谱检测网络,从协同能量检测、相位估计和射频I/Q数据分布的多维度信号特征角度研究海上电磁频谱感知方法,并结合计算电磁学方法研究海上电磁频谱分布预测模型。论文的主要研究内容如下:针对海上不同目标频段背景噪声差异性较大的特点,结合海上分布式电磁频谱检测方法提出了频率域前向差值算法计算海上背景噪声包络,估计自适应阈值曲线（Adaptive Threshold Curve,ATC）,保证在较低错检概率(Pfa)的基础上,降低弱信号的漏检概率（mP）。研究信号源测向误差在分布式协同差值能量检测方法中的影响,相比较平均差值能量检测（Mean Difference Energy Detection,MD-ED）方法,权重差值能量检测（Weight Difference Energy Detection,WD-ED）方法具有更高的检测性能,能够有效抑制误差突变。随着协同检测节点数量的增加,协同检测结果能够快速地收敛至0.5dBm以内。检测区域越大,初始mP越大。在38 km×38 km的检测区域中,当检测节点的数量达到30个时,系统的协同mP能够快速地下降至3%以内。针对海上接收信号强度波动剧烈导致Pfa和mP较高的问题,结合海上电磁频谱特性研究低信噪比（Signal to Noise Ratio,SNR）环境下的海上弱信号相位估计方法;提出了添加窗口极值（Add Window Extremes,AWE）方法计算相位波形的包络,再次使用AWE方法计算相位极值,估计信号的相位周期。结合四分位间距和相位极值范围分布评估相位包络,提出了以样本相位分位数中值小于0.4 rad或四分位间距大于0 rad作为噪声的判决条件,提高了弱SNR环境下的信号和噪声辨识能力,提高了海上电磁频谱的检测概率（dP）。针对无线信号在海上传播过程中的幅度和相位特征损耗大检测困难的问题,提出了将射频I/Q信号特征提取方法应用于海上电磁频谱感知;结合射频I/Q分量权重极值和分位数范围研究信号与噪声的边界阈值估计;I/Q分量权重极值方法的0dB SNR弱信号的检测概率可以达到95%以上,具有相对更高的灵敏度,具有更大的有效检测范围。计算二维I/Q分量矩阵中相邻分量的梯度,获得二维梯度矩阵作为调制信号识别的类别矩阵;以样本二维梯度矩阵与类别矩阵的最小梯度累计距离（Gradient Cumulative Distance,GCD）的类别判决为调制信号识别结果;调整模型权重参数之后的总体调制类别识别率提高到了82.75%。以信号特征检测方法替代离散点频谱能量检测方法,提高了海上电磁频谱感知效率,对海上电磁频谱分布预测研究具有重要意义。结合海浪谱模型和天线姿态,提出了基于射线追踪法的海上电磁频谱分布预测模型;将在海上传播的电磁波划分为视距射线（Sight Line Ray,SLR）传播和反射射线（Reflecting Line Ray,RLR）传播;根据海浪谱模型具体描述粗糙海面高度变化,结合信号源位置估计粗糙海面的有效反射面,基于射线追踪法精确估计海上信号源的有效射线分布;以天线姿态和天线方向图描述信号源处向外各个方向辐射的射线初始能量分布,根据射线分布模型、发射功率、海面反射系数等参数,计算海上电磁频谱空间分布;考虑大尺度空间中地球曲率和大气折射率的影响,修正了有效射线分布,提高了海上电磁频谱空间分布的预测精度。根据以上的研究内容设计相应的实验与仿真。测试结果表明,海上分布式电磁频谱检测系统十分适合于复杂海洋环境;结合协同能量检测、相位估计、射频I/Q分布的多维度信号特征提取与分析方法,提高了海上弱信号检测能力和电磁频谱感知能力;结合海浪谱和天线姿态,基于射线追踪法的预测模型能够精确估计大尺度的海上电磁频谱空间分布。
谭秋意[7]（2020）在《有限深海域的电磁散射研究》文中进行了进一步梳理有限深海域在海底地形、变浅效应等作用的影响下,具有与传统无限深海域不同的特性,在军用战略监测和民用技术研究方面有着非常重要的意义。目前,在有限深海域的研究中存在以下难点:与传统的无限深海面不同,由于有限深海面对于水深因素的影响存在敏感性,有限深海面的几何建模问题一直是国内外研究的热点问题;有限深海域的电磁散射问题通常为电大尺寸问题,属于计算电磁学当中的重难点问题,且其与传统的无限深海面电磁散射问题不同,水深因素对其电磁散射的影响不可忽略;有限深海域的海底地形探测问题,对于海洋的科学管理和保护研究具有重要意义,但如何将海面的雷达成像到海底地形反演整个过程进行仿真,是国内外研究的热点问题。因此本文从有限深海面几何建模,电磁散射,雷达成像,水深反演四个方面进行了研究和分析。本文主要工作包含四个部分:一、结合流体动力学理论及有限深海谱模型,利用线性滤波法建立有限深海域的海面几何模型。通过比较不同水深及风速情况下的有限深海面,得出其几何模型变化的规律:相同风速情况下,水深越大,其海面的起伏就越大;相同水深的情况下,风速越大,海面的起伏越大。该结论与实际海面情况一致,证明了本方法的有效性。二、采用物理光学法对有限深海面的电磁特性进行研究。有限深海面的电磁散射问题通常是电大尺寸问题,因此在研究过程中采用物理光学法可以有效地减少计算机运行时间和内存消耗。本文通过与快速多极子进行对比,验证了不同水深情况下,物理光学法具有较好的精度,证明了其可以运用于有限深海面的电磁散射计算。此外,通过计算研究不同水深、风速、入射角情况下的有限深海面的散射特性得出:同一入射角情况下,风速的增加会使浅水和深水的散射系数差异增大;同一风速时,在中等入射角入射的情况下,入射角增大,水深因素对后向散射系数的影响随之增大。三、采用面元法和后向投影（BP,Back Propagation）成像算法,对有限深海面进行了雷达成像。由于不同水深的有限深海面具有不同的散射特性,因此可以采用面元法的方式计算有限深海域的电磁散射系数,然后采用BP成像算法对有限深海域进行雷达成像。本文分别对典型的沙坡地形,洪涝灾害区域地形以及实际的渤海湾区域进行合成孔径雷达（SAR,Synthetic Aperture Radar）遥感成像,得到了与实际地形变化匹配度良好的仿真SAR图像,证明了该模型有良好的复杂环境成像能力。最后仿真分析了渤海湾地形在不同波段、入射角、风速和风向的响应特性,得出:在同一入射角、风速、风向的条件下,雷达波频率越低,SAR对海底地形的成像效果越好;其他条件相同,入射角越小,SAR成像效果越好;其他条件相同,风速大约为5m/s时,SAR成像效果最好;其他条件相同,在顺风到侧风这段风向角范围内,SAR成像效果最好。四、通过雷达SAR图像对海底地形进行反演。基于有限深海域海底地形的海面SAR遥感成像模型的基础,利用部分先验地形数据与真实SAR影像发展出水深反演算法,对海底地形数据进行有效反演。本文将该算法应用在渤海湾区域,利用该区域的SAR影像,对渤海湾研究区域的海底地形的反演做了探索性研究,反演结果显示其实际水深匹配良好。
韦尹煜[8]（2019）在《舰船尾迹电磁散射特性及其应用研究》文中研究说明随着隐身技术的发展,以及在复杂海况的影响下,针对舰船本身的探测追踪越来越困难。然而,舰船在航行过程中,会不可避免地产生尾迹。舰船尾迹具有尺度大、存在时间长的特点,且在各种海况下都不会在短时间内被消除,其可见光、红外以及合成孔径雷达（SAR）成像的回波特征可作为良好的信号源进行探测,能够弥补对舰船本身探测识别的局限性。探测舰船尾迹不仅可以获得舰船的吃水深度、航速等重要信息,而且可以判别舰船类型及航行状态,以至于可以间接识别运动舰船本身。因此,研究舰船尾迹在海上目标探测、国防安全等方面具有重要的应用价值和学术意义。本论文紧紧围绕舰船尾迹这一特殊目标,通过建立尾迹几何模型,分析了Kelvin尾迹和湍流尾迹的形态及组成特征,运用物理光学法（PO）、半确定性面元散射方法（SDFSM）、矢量辐射传输理论（VRT）和Mie理论分别建立了舰船Kelvin尾迹、湍流尾迹的电磁散射模型,获得了相关散射特性。在此基础上,考虑尾迹具有电大目标的特性,利用SAR成像的基本原理,结合GPU并行加速技术提升计算效率,实现了尾迹的SAR成像模拟,使研究更具实际意义。本论文的主要工作如下:1.重点研究了Kelvin尾迹和湍流尾迹的形成机理和快速几何建模方法。利用Elfouhaily海谱和Longuet-Higgins方向分布函数建立风驱海面模型。考虑到尾迹与粗糙海面并存的现象,提出了强度拟合叠加方法,有效且合理地建立了尾迹-海面复合三维几何模型。2.利用周期表面散射方法建立了Kelvin臂区域的电磁散射模型。详细推导了任意入射角下的周期表面的散射系数公式。通过对有限长周期表面散射截面公式的改进,近似得到无限长周期表面散射截面公式,在一定条件下将无限长和有限长周期表面的散射问题相统一。考虑到Kelvin尾迹,尤其是在Kelvin臂区域处具有明显的周期结构,利用周期表面散射算法对Kelvin臂区域的散射截面进行仿真,分析了船速、船体大小和入射参数对尾迹散射强度分布的影响。3.建立了含泡沫湍流的舰船尾迹的电磁散射模型。以Mie理论为基础,分别研究了单层和双层球形粒子的散射问题,运用矢量辐射传输理论（VRT）研究了湍流尾迹中的泡沫的体-面复合散射特性。利用实验所获得的尾迹泡沫的粒径分布函数,分区域计算了湍流尾迹的散射系数,实现了湍流尾迹的电磁散射仿真。4.实现了电大区域的含尾迹海面电磁散射的并行加速计算。考虑到含有尾迹的海域具有电大尺度的特性,为提高计算效率,结合半确定性面元散射模型算法的特点,利用GPU-CUDA并行加速技术中的异步传输、共享存储器等优化技术对算法进行优化,实现了含尾迹的电大海面的SAR成像仿真的优化算法。
吴涛[9]（2019）在《不同海域多频段海杂波特性差异与主要影响因素分析》文中认为不同海域真实海洋环境下的海杂波特性对于雷达探测、遥感、SAR成像以及态势感知等应用领域有着重要作用。由于不同海域海洋环境复杂多变,导致海杂波特性差异明显,因此亟需建立真实海洋环境海杂波特性数据库。然而,单纯通过现场实验获取海杂波特性数据成本十分高昂,需要结合不同海域多频段海杂波特性建模,测量数据与理论模型协同,利用深度学习研究和评估不同海域海杂波特性和影响因素,不失为一种有效的研究方法。本文主要研究不同海域真实海洋环境海杂波特性仿真建模,并对不同海域海杂波的差异性和主要影响因素进行分析。本文基于不同海域真实海洋环境数据,结合时变多尺度海面海杂波特性建模和高性能仿真计算,揭示了小擦地角情况下,高海情、高频段条件下易产生海尖峰现象的物理机制,并建立了不同海域海洋环境多物理场的海杂波数据库。研究海洋环境要素主要包括风速、风向、波高、波向和波周期等对不同海域海杂波特性差异性的主要影响。本文的主要研究成果及特色概括如下:1.由于不同海域海洋环境复杂多变,导致海杂波特性差异明显,因此亟需建立真实海洋环境海杂波特性数据库。本文利用20152017年欧洲中尺度气象数据资料,建立我国渤海、黄海、东海、台湾海峡和南海的海浪类型分类和海洋环境要素的多物理场时空分布数据库,包括不同海域四季各海洋环境要素大概率取值范围,该数据库为建立海面电磁散射理论模型、海杂波特性建模以及深度学习提供可靠的真实海洋环境多物理场条件。2.传统风浪谱海面电磁散射模型仅考虑风速和风向,无法分析不同海域相同海情条件下,海杂波特性的差异。本文考虑波高、波向和波周期的混合重力波海浪谱,结合基于风速和风向的瞬时Efouhaily张力波模型,实现了实际海洋环境的多尺度海面几何建模,并改进了含泡沫修正双尺度算法,研究不同海域相同风向风向下海面电磁散射特性,揭示其差异性机理。3.本文利用不同海域真实海洋环境数据,结合时变多尺度海面海杂波特性建模和高性能仿真计算,揭示了小擦地角情况下,高海情、高频段条件下易产生海尖峰现象的物理机制,并建立了不同海域海洋环境多物理场的海杂波数据库。重点运用深度学习研究了海杂波统计特征量和海洋环境各参数的多物理场参数和深度认知模型,提出了因子分析法并应用于不同海域海杂波特性差异的影响因素分析。并以同一海域海洋环境数据为例,结合海杂波时间序列和多普勒特性分析发现,实际海杂波在高频段、高海情时,小擦地角情况下,海杂波的散射系数经常会出现HH极化高于VV极化现象;同时,当擦地角取10°、5°和3°时,从S和X波段HH极化和VV极化幅度极化比可发现,随着海情增大,波段升高,擦地角减小,HH极化大于VV极化的情况明显增多。高海情小擦地角下,海面的多径效应、绕射效应和体面复合散射效应更为凸显,这也可能是出现“海尖峰”现象的主要散射机理。4.传统海尖峰提取方法复杂且限制条件多,本文引入孤立森林异常数据分析算法计算不同海域海杂波特性数据的异常分数,研究发现海洋环境异常分数小于-0.1的时间段与台风等恶劣天气相关性极高;同时,发现不同极化幅度均值的异常分数小于-0.1的时间段与雷达回波异常现象相关性极高,并且海洋环境异常的时间段内,海尖峰现象更容易发生。上述研究成果为海洋电磁态势感知提供技术支撑。
李金星[10]（2019）在《面向应用的海面场景电磁散射模型研究》文中提出主动式微波遥感技术在复杂海洋环境监测、海上目标探测识别等方面有着举足轻重的地位,深入地开展微波频段海面环境及其上舰船目标的复合散射特性的研究工作有助于理解其回波特征和图像特征,进而为目标探测识别技术提供数据和理论支撑,因此此项研究工作一直是微波遥感领域的重点之一。本文面向实际工程应用,开展了海面及其上目标复合散射建模与特性分析工作,主要研究成果如下:从散射模型简化和几何建模两方面出发,分别提出了两种研究微波频段电大尺寸海面散射特性的方法,即基于面元的简化小斜率近似方法（Facet-based Simplified Small Slope Approximation,FBS-SSA）和基于谱分解/矩阵分解的粗糙面建模方法。对于FBSSSA,其主要思想是基于镜向反射机制和Bragg散射机制对一阶小斜率近似模型进行简化。FBS-SSA突破了原始一阶小斜率近似模型中面元尺寸需要小于八分之一波长的限制,从而实现了海面散射特性的高效分析。此外,与原始方法的数值结果对比表明了FBS-SSA的有效性。对于谱分解/矩阵分解方法,其主要思想为将海谱划分为低频谱和高频谱两部分,利用低频谱生成大尺度重力波成分时,将二维逆傅里叶变换操作分解成两个维度的一维逆傅里叶变换操作,并且由于低频谱成分对应的矩阵尺寸较小,从而显着降低内存消耗。此外,高频谱对应的小尺度波成分的生成可按照不同区域进行。基于此方法生成的粗糙面具有与原始方法一致的谱特性和散射特性,计算结果表明了此方法在不降低计算效率的同时可以显着降低内存消耗并保持计算精度。这两种思想奠定了微波频段粗糙电大尺寸海面电磁散射特性分析的基础。相比于单极化海面回波信号,全极化回波包含更加丰富的信息,因此海面环境全极化散射特性的分析对于海洋环境遥感和目标探测识别具有重要的应用价值。为此,本文分别在二阶小斜率近似、双尺度方法和Bragg谐振散射机制基础上,提出了适用于分析电大尺寸海面同极化和交叉极化散射特性的全极化面元散射模型（Fullpolarized Facet based Scattering Model,FPFSM）,使得其可以准确地计算海面的全极化散射特性,并且具有高效率、低存储消耗等优势。对于高海情海面场景,传统的Bragg谐振机制难以解释其在大入射角度下的大极化比、海尖峰等异常现象。为此,本文通过引入破碎波的散射对面元模型进行修正,建立了考虑破碎波影响的高海情海面电磁散射模型。对于本文的破碎波模型,其几何结构是在保留实际破碎波结构的主要散射机制基础上简化而来,其位置分布由斜率判据获得,与实测破碎波覆盖率吻合较好,从而保证了模型的可靠性。此外,由于此模型考虑了风速对破碎波分布的影响,因此适用于不同海况下海面电磁散射特性分析、杂波特征分析中。对于海面及其上目标复合场景散射问题,建立了基于FBS-SSA与几何光学/物理光学（Geometrical Optics and Physical Optics,GO/PO）方法的面元化散射模型,此方法考虑了海面与目标之间的耦合散射作用,因此可以可靠地分析复合场景的散射特征。此外,由于其面元化的思想,使得可以用于复合场景的合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）回波生成和高分辨图像仿真中。在此基础上,结合破碎波几何与散射模型,通过引入散射路径,开展了高海情海面与其上目标复合场景的散射特征分析工作,探究了破碎波存在对耦合散射场和总场的影响。针对实际环境中存在多船目标的问题,在FBS-SSA与GO/PO方法的基础上,建立了超电大场景海面与其上多目标复合散射模型。其中,基于FBS-SSA提出了一种更为高效简便的分析海面直接散射场的方法。对于耦合散射场,依据雷达工作参数与目标尺寸,将海面分割为耦合区域和非耦合区域,显着地降低计算中的遮挡判断数据量并提高计算效率,从而为公里量级海面及其上多舰船目标复合散射特性分析奠定基础。对于海上运动舰船目标,由于舰船的运动使得其SAR图像往往存在着位置偏移、散焦等现象。为消除SAR图像中由于目标运动带来的影响,基于舰船尾迹的持续时间长、存在范围广且与舰船目标运动状态有关等特点,本文结合舰船尾迹反演了目标运动速度并进一步提出了SAR图像校正的方法。由于校正后的图像具有更好的聚焦效果,从而促进海洋环境中舰船目标探测、分类、识别的开展。
二、粗糙海面的电磁特性研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、粗糙海面的电磁特性研究（论文提纲范文）
（1）基于FSV技术的复杂水面目标电磁散射评估研究（论文提纲范文）
| 简介 |
| 1理论模型 |
| 1.1 湖面模型 |
| 1.2 海面模型 |
| 1.3 FSV技术 |
| 2结果比较 |
| 3结论 |
（2）粗糙半空间目标电磁散射建模方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 海面建模及其电磁散射建模理论 |
| 1.2.2 半空间背景下目标电磁散射 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 第二章 积分方程方法理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 矩量法的基本原理 |
| 2.2.1 矩量法思想与基本过程 |
| 2.2.2 基函数与权函数选择 |
| 2.3 表面积分方程 |
| 2.4 多层快速多极子方法简介 |
| 2.5 数值算例 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 粗糙面与目标复合散射建模方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常见海谱模型 |
| 3.2.1 高斯谱 |
| 3.2.2 P-M谱 |
| 3.3 粗糙海面生成方法 |
| 3.4 海面截断与锥形波入射 |
| 3.5 海面与上方目标复合建模 |
| 3.6 数值算例 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 粗糙半空间模型及其与目标的复合电磁散射 |
| 4.1 半空间环境下的矩量法 |
| 4.1.1 半空间的并矢格林函数 |
| 4.1.2 半空间的入射场激励 |
| 4.1.3 半空间下的矩阵表达式 |
| 4.2 半空间界面与粗糙面结合建模 |
| 4.3 数值算例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 粗糙半空间电大目标的复合散射求解 |
| 5.1 半空间多层快速多级子方法 |
| 5.1.1 半空间多层快速多极子的基本原理 |
| 5.1.2 半空间多层快速多极子过程 |
| 5.2 半空间电大尺寸粗糙海面算例 |
| 5.3 粗糙海面与电大目标复合散射算例 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间的研究成果 |
（3）动态目标水面尾迹建模及识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 随机粗糙海面的几何建模 |
| 1.2.2 动态目标尾迹的几何建模 |
| 1.2.3 动态目标尾迹识别方法的研究现状 |
| 1.2.4 随机粗糙海面的电磁散射特性研究 |
| 1.3 本文的主要工作及内容安排 |
| 1.4 论文的主要贡献和创新 |
| 第2章 随机粗糙海面几何建模 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 海浪谱模型 |
| 2.2.1 海谱概述 |
| 2.2.2 PM海谱模型 |
| 2.2.3 Neumann海谱模型 |
| 2.2.4 JONSWAP海谱模型 |
| 2.2.5 Fung海谱模型 |
| 2.3 经典二维海面方向分布函数模型 |
| 2.3.1 Mitsuyasu模型和Hasselmann模型 |
| 2.3.2 Donelan-Banner模型 |
| 2.3.3 Hwang模型 |
| 2.3.4 各方向函数的分析与比较 |
| 2.4 二维动态海面几何建模的蒙特卡洛法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 运动目标水面尾迹建模 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 开尔文尾迹 |
| 3.3 内波尾迹 |
| 3.4 尾迹与海面波叠加分析 |
| 3.4.1 Kelvin尾迹与随机粗糙海面叠加特征分析 |
| 3.4.2 内波尾迹与随机粗糙海面叠加特征分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 尾迹的分区识别与检测 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 FSV方法 |
| 4.3 海面分区检测与尾迹识别 |
| 4.3.1 大尺寸二维动态海面的分区处理与特征提取 |
| 4.3.2 利用FSV方法实现分区海面Kelvin尾迹识别 |
| 4.3.3 利用FSV方法实现分区海面内波尾迹识别 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 动态目标Kelvin尾迹与内波尾迹散射特性研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 双尺度方法 |
| 5.2.1 锥形波入射 |
| 5.2.2 粗糙海面的双尺度法电磁散射理论分析 |
| 5.2.3 双尺度法计算粗糙海面电磁散射系数结果与分析 |
| 5.3 Kelvin尾迹散射特性研究 |
| 5.4 内波尾迹散射特性研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）非线性海面的电磁散射特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究历史与现状 |
| 1.2.1 海面几何建模 |
| 1.2.2 海面电磁散射计算方法 |
| 1.2.3 泡沫覆盖海面的电磁散射研究现状 |
| 1.2.4 浅海海面的电磁散射研究现状 |
| 1.2.5 海杂波多普勒研究及统计特性研究现状 |
| 1.3 本文主要创新点和结构 |
| 1.3.1 主要创新点 |
| 1.3.2 本文结构 |
| 第二章 海面的几何建模和电磁特性参数 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 海面几何建模及特性分析 |
| 2.2.1 海浪谱 |
| 2.2.2 深海海面几何建模 |
| 2.2.3 深海海面的统计特性及海况等级 |
| 2.3 海水和泡沫的电磁特性参数 |
| 2.3.1 海水的介电常数 |
| 2.3.2 泡沫的介电常数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于改进双尺度方法的海面电磁散射分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 海面电磁散射基本概念 |
| 3.2.1 雷达散射截面与雷达散射系数 |
| 3.3 海面电磁散射分析的数值方法和近似方法 |
| 3.3.1 数值方法 |
| 3.3.2 近似方法 |
| 3.3.2.1 传统的双尺度方法 |
| 3.3.2.2 基尔霍夫近似 |
| 3.3.2.3 微扰法 |
| 3.4 改进的双尺度方法 |
| 3.4.1 积分方程法 |
| 3.4.2 近似方法比较 |
| 3.4.3 改进的双尺度方法 |
| 3.5 海面电磁散射仿真算例结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于面元模型的海面电磁散射分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于面元的电磁散射模型 |
| 4.2.1 面元散射模型 |
| 4.2.2 仿真算例结果分析 |
| 4.3 SAR成像 |
| 4.4 潜艇内波几何模型及SAR成像 |
| 4.5 不同风区复合海面的电磁散射 |
| 4.5.1 不同风区复合海面几何建模 |
| 4.5.2 仿真算例结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 泡沫覆盖海面的电磁散射分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 泡沫覆盖海面的几何建模 |
| 5.2.1 泡沫覆盖率和泡沫层厚度 |
| 5.2.2 浪峰泡沫与静态泡沫同时存在的比例 |
| 5.2.3 泡沫覆盖海面的几何模型 |
| 5.3 基于面元模型的泡沫覆盖海面电磁散射 |
| 5.3.1 海面上无泡沫覆盖面元电磁散射计算 |
| 5.3.2 海面上有泡沫覆盖面元电磁散射计算 |
| 5.4 仿真算例结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 浅水条件下海底地形对海面的电磁散射调制分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 浅海海面几何建模及特性分析 |
| 6.2.1 浅海海浪谱 |
| 6.2.2 浅海海面几何建模 |
| 6.2.3 浅海海面的统计特性 |
| 6.2.4 浅海海面的折射现象 |
| 6.3 浅海海面电磁散射计算 |
| 6.3.1 海底地形与潮流相互作用对海谱的调制 |
| 6.3.2 海底地形对海面的电磁散射调制 |
| 6.3.3 仿真算例结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 海杂波多普勒频谱及统计特性分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 海杂波多普勒频谱 |
| 7.3 海杂波的统计特性 |
| 7.3.1 常见的海杂波幅度分布 |
| 7.3.2 K-S统计检验 |
| 7.3.3 海杂波特性分析算例 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结及展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 下一步研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）基于IPO的含卷浪海面与目标复合电磁散射研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
| 1.2.1 海面几何建模 |
| 1.2.2 粗糙(地、海)面电磁散射研究 |
| 1.2.3 粗糙(地、海)面与目标的复合电磁散射研究 |
| 1.3 论文结构和安排 |
| 第二章 高海情下一维粗糙海面电磁散射研究 |
| 2.1 粗糙海面几何建模 |
| 2.2 二维空间中的锥形波 |
| 2.3 基于PO的粗糙海面电磁散射研究 |
| 2.3.1 物理光学法(PO) |
| 2.3.2 粗糙海面电磁散射特性分析 |
| 2.4 二维空间中IPO的基本公式推导 |
| 2.4.1 表面感应电磁流的求解 |
| 2.4.2 高海情下一维海面电磁散射特性分析 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 一维含卷浪海面电磁散射研究 |
| 3.1 卷浪几何建模 |
| 3.1.1 浪高与风速关系 |
| 3.1.2 波长与风速关系 |
| 3.1.3 卷浪模型的建立 |
| 3.2 一维含卷浪海面几何建模 |
| 3.2.1 卷浪与海面叠加方法 |
| 3.2.2 含单卷浪海面的几何模型 |
| 3.2.3 含多卷浪海面的几何模型 |
| 3.3 一维含卷浪海面电磁散射特性分析 |
| 3.3.1 含单卷浪海面的电磁散射 |
| 3.3.2 含多卷浪海面电磁散射 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 一维含卷浪海面上方二维目标的电磁散射研究 |
| 4.1 二维空间中PO-IPO方法的计算公式推导 |
| 4.2 一维含卷浪海面与二维目标复合电磁散射研究 |
| 4.2.1 一维含卷浪海面与圆柱目标复合电磁散射 |
| 4.2.2 一维含卷浪海面与导弹目标复合电磁散射 |
| 4.3 一维含多卷浪海面与上方二维目标复合电磁散射 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 二维含卷浪海面及其与上方三维目标的复合电磁散射研究 |
| 5.1 二维含卷浪海面几何建模 |
| 5.1.1 二维时变卷浪几何建模 |
| 5.1.2 二维含卷浪海面几何建模 |
| 5.2 三维空间中IPO的基本理论 |
| 5.3 二维含卷浪海面电磁散射研究 |
| 5.3.1 二维卷浪电磁散射 |
| 5.3.2 二维含卷浪海面电磁散射 |
| 5.4 二维含卷浪海面与三维目标复合电磁散射研究 |
| 5.4.1 三维空间PO-IPO方法计算公式推导 |
| 5.4.2 粗糙海面与上方导体目标的复合散射分析 |
| 5.4.3 二维含卷浪海面与三维导弹目标复合电磁散射 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）海上电磁频谱感知与预测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 当前研究存在的问题 |
| 1.4 论文的研究内容 |
| 1.5 论文结构 |
| 2 海上电磁频谱检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 海上电磁频谱特性 |
| 2.2.1 海浪谱模型 |
| 2.2.2 天线姿态与接收信号强度波动 |
| 2.3 海上电磁频谱感知与频谱分布预测 |
| 2.3.1 射频前端的数据采集 |
| 2.3.2 电磁频谱感知 |
| 2.3.3 电磁频谱分布预测 |
| 2.4 分布式电磁频谱检测网络 |
| 2.4.1 网络结构 |
| 2.4.2 电磁频谱数据与协同检测数据交互 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于背景噪声估计和差值能量检测方法的海上协同电磁频谱感知算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 海上背景噪声包络估计 |
| 3.2.1 时频域能量检测与空白电磁频谱分布 |
| 3.2.2 前向差值包络曲线估计 |
| 3.3 差值能量检测方法 |
| 3.3.1 基于传播损耗特性的信号测向 |
| 3.3.2 平均差值能量检测方法与权重差值能量检测方法 |
| 3.4 实验分析及讨论 |
| 3.4.1 单检测节点的背景噪声估计方法测试 |
| 3.4.2 海上协同电磁频谱感知算法测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 海上弱信号相位检测与电磁频谱感知算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 信号相位包络估计 |
| 4.2.1 相位窗口极值检测 |
| 4.2.2 相位极值范围估计 |
| 4.3 相位极值范围估计与信号检测 |
| 4.3.1 不同信噪比信号与噪声相位极值范围分布估计 |
| 4.3.2 基于四分位间距的信号检测 |
| 4.3.3 频段占用检测 |
| 4.4 基于相位估计方法的电磁频谱感知结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于射频I/Q分布特性检测方法的海上电磁频谱感知算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 信号和噪声的射频I/Q分布 |
| 5.3 射频I/Q分量权重分布与噪声阈值估计 |
| 5.3.1 信号和噪声的I/Q分量权重分布 |
| 5.3.2 权重极值的分布特性 |
| 5.3.3 基于I/Q分布特性的噪声阈值估计 |
| 5.4 基于I/Q分布特性的无线信号调制识别 |
| 5.4.1 不同调制信号源的I/Q分布 |
| 5.4.2 基于I/Q分量分布的二维梯度模型 |
| 5.5 实验分析及讨论 |
| 5.5.1 基于I/Q分布的海上弱信号检测方法测试 |
| 5.5.2 基于I/Q分布的信号调制识别测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于射线追踪法的海上电磁频谱分布预测模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 射线追踪法理论 |
| 6.2.1 关键方法 |
| 6.2.2 场强计算 |
| 6.3 PM海浪谱与射线分布预测模型 |
| 6.3.1 发射天线与接收天线均垂直水平面的情况 |
| 6.3.2 发射天线倾斜、接收天线垂直水平面的情况 |
| 6.3.3 发射天线与接收天线均倾斜的情况 |
| 6.4 大范围空间的海上电磁频谱分布预测模型 |
| 6.4.1 二维空间预测模型 |
| 6.4.2 三维空间预测模型 |
| 6.5 实验分析及讨论 |
| 6.5.1 二维PM海浪谱的海上射线与电磁频谱分布预测 |
| 6.5.2 三维PM海浪谱的海上射线与电磁频谱分布预测 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 缩略语表 |
| 参考文献 |
| 博士期间获得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）有限深海域的电磁散射研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究概况与发展趋势 |
| 1.2.1 有限深海域的海面几何建模方法 |
| 1.2.2 有限深海面的电磁散射计算 |
| 1.2.3 基于有限深海域海底地形的海面SAR遥感成像 |
| 1.2.4 有限深海域的海底地形探测 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 有限深海域的海面几何建模 |
| 2.1 有限深海域的海面基本统计学描述 |
| 2.2 海水的介电常数 |
| 2.3 有限深海域的海浪谱 |
| 2.3.1 TMA谱 |
| 2.3.2 文氏改进谱 |
| 2.3.3 方向函数 |
| 2.3.3.1 Donelan方向函数 |
| 2.3.3.2 光易型方向函数 |
| 2.4 有限深海域的海面生成方法 |
| 2.4.1 双线性叠加法 |
| 2.4.2 线性滤波法 |
| 2.4.3 三维有限深海面的生成 |
| 2.5 有限深水域的一维剖面分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 有限深海域海面的电磁散射计算 |
| 3.1 海面的电磁散射计算 |
| 3.1.1 基尔霍夫近似法 |
| 3.1.2 微扰法 |
| 3.1.3 双尺度法 |
| 3.1.4 积分方程法 |
| 3.1.5 物理光学法 |
| 3.1.6 多层快速多极子法 |
| 3.2 物理光学法与多层快速多极子的对比 |
| 3.3 有限深海域的海面电磁特性分析 |
| 3.3.1 有限深水域的后向散射结果与分析 |
| 3.3.2 有限深水域的双站电磁散射结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于有限深海域海底地形的海面SAR遥感成像研究 |
| 4.1 有限深海域的海底地形SAR遥感成像原理 |
| 4.2 海面SAR成像模型 |
| 4.2.1 面元模型 |
| 4.2.2 SAR成像原理 |
| 4.2.3 BP成像算法 |
| 4.3 有限深海域的海底地形成像仿真模型 |
| 4.3.1 沙坡地形仿真成像 |
| 4.3.2 洪涝灾害仿真 |
| 4.3.3 渤海湾地形仿真成像 |
| 4.3.3.1 地面模型仿真 |
| 4.3.3.2 总体模型仿真 |
| 4.4 响应特性分析 |
| 4.4.1 波段响应特性分析 |
| 4.4.2 入射角响应特性分析 |
| 4.4.3 风向响应特性分析 |
| 4.4.4 风速响应特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 有限深海域的海底地形反演研究 |
| 5.1 SAR水深反演方法 |
| 5.2 有限深海域海底地形插值算法 |
| 5.2.1 Kriging插值法原理 |
| 5.2.2 Kriging插值法的基本步骤 |
| 5.3 图像相关分析及水深值调整 |
| 5.3.1 图像相关分析原理 |
| 5.3.2 水深值调整 |
| 5.4 SAR水深反演实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（8）舰船尾迹电磁散射特性及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概况与发展趋势 |
| 1.2.1 舰船尾迹几何建模 |
| 1.2.2 多尺度海面电磁散射 |
| 1.2.3 舰船尾迹的SAR成像 |
| 1.2.4 GPU并行加速技术在电磁散射中的应用 |
| 1.3 论文主要工作及框架结构 |
| 1.4 论文的主要特色及创新点 |
| 第二章 海面舰船尾迹的产生机理及几何建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Kelvin尾迹的产生机理及建模 |
| 2.3 湍流尾迹的产生机理及建模 |
| 2.4 海谱模型及海面建模 |
| 2.4.1 典型海谱模型:Elfouhaily谱 |
| 2.4.2 角度分布函数 |
| 2.4.3 海谱及海面几何建模 |
| 2.5 舰船尾迹与海面的几何模型叠加 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 周期表面散射方法近似计算Kelvin臂的电磁散射 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 周期表面的电磁散射的公式推导 |
| 3.2.1 任意入射角下的周期表面的电磁散射场 |
| 3.2.2 周期介质分界面处的耦合矩阵方程 |
| 3.3 正弦周期介质表面的电磁散射 |
| 3.3.1 正弦周期表面散射场的解析公式 |
| 3.3.2 周期表面的散射截面的近似计算 |
| 3.3.3 散射截面公式推导 |
| 3.4 算法正确性检验及仿真分析 |
| 3.4.1 正确性检验 |
| 3.4.2 周期个数对散射结果的影响 |
| 3.4.3 各因素对散射强度分布的影响 |
| 3.4.4 散射截面仿真及分析 |
| 3.5 利用周期表面散射特性计算Kelvin尾迹的散射 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 含Kelvin尾迹海面的电磁散射 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 物理光学法 |
| 4.3 半确定性面元电磁散射模型的建立 |
| 4.3.1 大尺度重力波对应的镜像散射机制 |
| 4.3.2 小尺度张力波对应的Bragg散射机制 |
| 4.3.3 基于斜率调制的复合电磁散射方法 |
| 4.4 含尾迹海面的电磁散射仿真 |
| 4.4.1 利用PO计算含尾迹海面的单/双站散射 |
| 4.4.2 利用SDFSM仿真含尾迹海面的散射强度分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电大区域尾迹海面的电磁散射并行计算 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 GPU及 CUDA技术简介 |
| 5.2.1 GPU简介 |
| 5.2.2 CUDA的软件结构 |
| 5.3 电大区域尾迹海面电磁散射高性能并行计算 |
| 5.3.1 并行算法设计 |
| 5.3.2 并行算法优化 |
| 5.4 并行程序计算结果 |
| 5.4.1 含风驱泡沫海面的散射的并行计算 |
| 5.4.2 含Kelvin尾迹海面的散射的并行计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 利用矢量辐射传输理论计算含泡沫湍流尾迹电磁散射 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 泡沫粒子特性 |
| 6.2.1 海水介电常数建模 |
| 6.2.2 湍流尾迹中的泡沫粒径分布 |
| 6.3 泡沫粒子的电磁散射模型 |
| 6.3.1 利用矢量辐射传输理论求解泡沫散射系数 |
| 6.3.2 粒子的散射系数和消光系数 |
| 6.4 多尺度电大区域海面中泡沫的散射 |
| 6.4.1 海面泡沫覆盖率 |
| 6.4.2 含泡沫海面的电大区域电磁散射计算 |
| 6.5 湍流尾迹中的泡沫体散射 |
| 6.5.1 有限区域下泡沫粒子的体散射 |
| 6.5.2 各参量对湍流尾迹泡沫的体散射的影响 |
| 6.5.3 利用实测数据仿真湍流尾迹散射系数 |
| 6.6 舰船尾迹与海面的复合散射 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 舰船尾迹SAR成像仿真 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 SAR成像机理 |
| 7.2.1 距离向分辨率 |
| 7.2.2 方位分辨率 |
| 7.3 运动目标在SAR成像中的速度聚束效应 |
| 7.4 SAR成像模拟 |
| 7.4.1 海面SAR成像 |
| 7.4.2 舰船尾迹SAR成像 |
| 7.4.3 用SAR图像反演船速 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）不同海域多频段海杂波特性差异与主要影响因素分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究概况及发展趋势 |
| 1.2.1 海洋环境要素监测技术 |
| 1.2.2 多尺度真实海面精细几何建模 |
| 1.2.3 海杂波实验观测和统计特性分析 |
| 1.2.4 小擦地角海面的电磁散射与破碎白冠散射特性研究 |
| 1.2.5 深度学习方法在海杂波特性认知的应用 |
| 1.3 论文主要内容和框架结构 |
| 1.4 论文特色及创新点 |
| 第二章 中国近海不同海域海洋环境多物理场时空分布 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气象卫星数据介绍及不同海域划分 |
| 2.2.1 全球气象卫星数据预处理 |
| 2.2.2 中国近海不同海域划分及特征 |
| 2.2.3 不同海域海洋环境要素数据库特征 |
| 2.3 不同海域海洋环境参数的分布特征 |
| 2.3.1 不同海域不同采样区域数据分布特征 |
| 2.3.2 不同海域海洋环境参数月平均变化特征 |
| 2.3.3 不同海域海洋环境参数概率统计特征 |
| 2.3.4 不同海域风速和波高联合概率密度分布 |
| 2.4 不同海域风速与波浪参数工程统计经验模型 |
| 2.4.1 不同海域波高与风速随方位向分布特征 |
| 2.4.2 不同海域波高与风速的经验公式 |
| 2.4.3 不同海域波高与波周期的经验公式 |
| 2.5 不同海域海洋环境要素可视化实现 |
| 2.5.1 海洋环境要素可视化界面介绍 |
| 2.5.2 中国近海不同海域介电常数场分布 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 真实海洋环境要素海浪谱模型及海面几何建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同海域海浪类型统计分析 |
| 3.2.1 不同海域海浪类型的分类方法 |
| 3.2.2 不同海域海浪类型的统计结果 |
| 3.3 真实海面混合海浪谱模型研究 |
| 3.3.1 海浪频率-波数色散关系 |
| 3.3.2 几种典型海浪谱模型 |
| 3.3.3 混合海浪谱模型 |
| 3.3.4 不同海域真实海洋环境要素海浪谱模型 |
| 3.4 基于海洋环境要素的真实海面几何建模 |
| 3.4.1 线性真实海面几何建模 |
| 3.4.2 涌浪叠加风驱海面几何模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同海域真实海洋环境多尺度海面电磁散射特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 掠入射下海面后向散射系数存在的问题 |
| 4.2.1 传统双尺度法的局限性 |
| 4.2.2 布鲁斯特角电磁散射的极化效应 |
| 4.3 真实海面后向电磁散射的含泡沫修正双尺度方法 |
| 4.3.1 真实海面斜率修正项 |
| 4.3.2 大入射角时海面曲率效应修正 |
| 4.3.3 海浪顺逆风方向倾斜不对称性修正 |
| 4.3.4 真实海面遮蔽函数的修正 |
| 4.3.5 相对截断波数选取对电磁散射影响 |
| 4.3.6 含泡沫海面修正双尺度法 |
| 4.4 海面后向电磁散射的实验验证 |
| 4.4.1 国外中等擦地角实验验证 |
| 4.4.2 实测低频段小擦地角实验验证 |
| 4.5 不同海域真实海洋环境要素对后向电磁散射影响 |
| 4.5.1 单个海洋环境参数对海面电磁散射影响 |
| 4.5.2 面元剖分精度对海面电磁散射影响 |
| 4.5.3 频率对不同海域海面电磁散射系数影响 |
| 4.5.4 擦地角对不同海域海面电磁散射系数影响 |
| 4.5.5 方位角对不同海域海面电磁散射系数影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 时变多尺度真实海洋环境要素海面海杂波特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 时变多尺度真实海面海杂波时间序列建模 |
| 5.2.1 基于面元的准镜面散射机制 |
| 5.2.2 基于重力波调制毛细波谱海面电磁散射 |
| 5.2.3 基于真实海面面元的复合电磁散射 |
| 5.2.4 时变多尺度真实海面幅度均值特性及多普勒特征量 |
| 5.3 时变多尺度真实海面海杂波时间序列的高性能并行建模 |
| 5.3.1 不同海域海洋环境要素海面的海杂波特性数据集 |
| 5.3.2 基于CUDA的GPU-CPU异构体系并行计算 |
| 5.3.3 真实海面海杂波时间序列并行优化设计 |
| 5.4 时变多尺度真实海洋环境要素海面海杂波特性分析 |
| 5.4.1 时变多尺度海杂波幅度均值时间序列仿真结果 |
| 5.4.2 时变多尺度海杂波多普勒频谱特性仿真结果 |
| 5.4.3 真实海洋环境要素海面的海杂波特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 海洋环境要素和海杂波特征量预测的深度学习方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 深度学习神经网络模型简介 |
| 6.2.1 前馈神经网络与深度学习 |
| 6.2.2 循环神经网络与长短时记忆网络 |
| 6.3 不同海域时序海洋环境要素数据的预测 |
| 6.3.1 时序海洋环境要素数据的平稳性检测 |
| 6.3.2 基于传统ARIMA模型预测风速和波高 |
| 6.3.3 基于Keras库实现LSTM时间序列预测模型 |
| 6.3.4 利用LSTM网络预测黄海风速和波高时间序列 |
| 6.4 基于深度学习网络的海洋环境要素和海杂波特征量预测 |
| 6.4.1 基于Keras库实现DNN深度神经网络预测模型 |
| 6.4.2 黄海2017年有效波高的深度神经网络预测模型 |
| 6.4.3 基于神经网络模型的海杂波特征量预测 |
| 6.4.4 基于不同海域海杂波特性数据集对有效波高的预测 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 不同海域多物理场海杂波特性差异和主要影响因素 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 不同海域多物理场海杂波特性数据库构建 |
| 7.2.1 不同海域多物理场海杂波特性数据分析流程 |
| 7.2.2 不同海域海杂波特性数据预处理 |
| 7.2.3 基于多元海洋环境要素数据的海况分类 |
| 7.3 不同海域真实海面海杂波特性数据库异常检测 |
| 7.3.1 基于孤立森林算法的海洋环境异常检测 |
| 7.3.2 真实海面海杂波特性数据的异常检测 |
| 7.4 不同海域海杂波特性数据的统计特征与影响因素分析 |
| 7.4.1 同一海域不同频段海杂波特性差异的统计结果 |
| 7.4.2 不同海域海杂波特性数据的统计特征与差异性 |
| 7.4.3 主成分分析与因子分析法的概念解释 |
| 7.4.4 基于因子分析法的海杂波特性影响因素分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）面向应用的海面场景电磁散射模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概况和发展趋势 |
| 1.2.1 海面电磁散射建模方法 |
| 1.2.2 碎浪的电磁散射建模方法 |
| 1.2.3 海面目标复合场景电磁散射建模方法 |
| 1.2.4 海面与目标高分辨SAR成像技术 |
| 1.3 论文的主要工作和内容安排 |
| 第二章 基于SSA的电大尺寸海面散射模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 海面几何模型建立 |
| 2.3 一阶小斜率近似模型 |
| 2.4 海面的主要散射机制 |
| 2.4.1 镜向反射机制 |
| 2.4.2 Bragg散射机制 |
| 2.4.3 其他散射机制 |
| 2.5 基于面元的简化小斜率近似方法 |
| 2.5.1 基于散射机理简化的小斜率近似方法 |
| 2.5.2 FBS-SSA的有效性分析 |
| 2.5.3 FBS-SSA在海杂波仿真分析中的应用 |
| 2.6 谱分解/矩阵分解方法在电大尺寸粗糙海面电磁散射中的应用 |
| 2.6.1 基于谱分解/矩阵分解方法方法的粗糙面建模 |
| 2.6.2 基于谱分解/矩阵分解方法的海面散射特性分析 |
| 2.6.3 谱分解/矩阵分解方法方法的计算性能分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 电大尺寸海面微波全极化面元散射模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 近垂直入射区域二阶小斜率近似的简化实现 |
| 3.3 基于Bragg散射机制的漫反射区域全极化散射模型 |
| 3.4 全极化面元散射模型的建立及有效性分析 |
| 3.4.1 全极化面元散射模型(FPFSM)的建立 |
| 3.4.2 FPFSM有效性分析 |
| 3.5 Ka波段电大尺寸海面全极化散射特性分析 |
| 3.5.1 Ka波段海面NRCS结果分析 |
| 3.5.2 Ka波段海面多普勒谱特征分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高海情海面电磁散射模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 破碎波位置分布 |
| 4.3 高海情海面电磁散射模型 |
| 4.3.1 海面非破碎波电磁散射 |
| 4.3.2 破碎波电磁散射 |
| 4.3.3 完整的电磁散射模型 |
| 4.4 高海情海面电磁散射模型有效性分析 |
| 4.4.1 NRCS随入射角变化情况 |
| 4.4.2 NRCS随方位角变化情况 |
| 4.4.3 NRCS随风速变化情况 |
| 4.5 高海情海杂波特性及SAR图像仿真分析 |
| 4.5.1 海杂波非高斯统计特性 |
| 4.5.2 海杂波距离向相关函数 |
| 4.5.3 高海情海面SAR图像仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 海面目标复合场景电磁散射模型研究与特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电大尺寸目标电磁散射的GO/PO方法 |
| 5.2.1 物理光学方法 |
| 5.2.2 几何光学方法 |
| 5.2.3 GO/PO方法的实现思路 |
| 5.2.4 算例验证分析 |
| 5.3 低海况海面目标复合场景电磁散射建模 |
| 5.3.1 面元化FBS-SSA与GO/PO混合方法的建立 |
| 5.3.2 算例验证分析 |
| 5.3.3 舰船目标复合场景散射特性分析与SAR图像仿真 |
| 5.4 高海况海面目标复合场景电磁散射建模 |
| 5.4.1 破碎波与舰船目标耦合散射路径分析 |
| 5.4.2 高海况海面目标复合场景电磁散射特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 超电大海面与多船目标复合场景电磁散射模型研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 FBS-SSA的改进方法及其实现 |
| 6.3 海上多船场景电磁散射的高效模型 |
| 6.3.1 耦合区域与非耦合区域的划分 |
| 6.3.2 目标的直接散射场和耦合散射场的计算 |
| 6.4 模型的性能分析 |
| 6.4.1 模型的计算精度分析 |
| 6.4.2 模型的计算效率和内存消耗分析 |
| 6.5 海上多船场景的电磁散射特性分析与SAR图像仿真 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 海面及其上运动舰船SAR图像仿真与校正 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 海面及尾迹复合场景的几何建模与散射场空间分布 |
| 7.2.1 海面及尾迹复合场景几何建模 |
| 7.2.2 海面及尾迹复合场景几何建模 |
| 7.3 海面及其上舰船目标与尾迹复合场景的SAR图像仿真 |
| 7.3.1 目标运动对SAR图像的影响分析 |
| 7.3.2 复合场景回波信号生成与SAR图像仿真 |
| 7.4 基于Kelvin尾迹的舰船速度反演 |
| 7.5 基于反演信息的SAR图像校正 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、粗糙海面的电磁特性研究（论文参考文献）
- [1]基于FSV技术的复杂水面目标电磁散射评估研究[J]. 祝祥,郑东. 环境技术, 2021(06)
- [2]粗糙半空间目标电磁散射建模方法研究[D]. 张文博. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]动态目标水面尾迹建模及识别方法研究[D]. 毕楠. 哈尔滨工程大学, 2021
- [4]非线性海面的电磁散射特性研究[D]. 李东芳. 电子科技大学, 2020(03)
- [5]基于IPO的含卷浪海面与目标复合电磁散射研究[D]. 潘艳兰. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [6]海上电磁频谱感知与预测方法研究[D]. 陈真佳. 海南大学, 2020(07)
- [7]有限深海域的电磁散射研究[D]. 谭秋意. 电子科技大学, 2020(07)
- [8]舰船尾迹电磁散射特性及其应用研究[D]. 韦尹煜. 西安电子科技大学, 2019(07)
- [9]不同海域多频段海杂波特性差异与主要影响因素分析[D]. 吴涛. 西安电子科技大学, 2019(07)
- [10]面向应用的海面场景电磁散射模型研究[D]. 李金星. 西安电子科技大学, 2019