马狄席泽敏包中华

（海军工程大学武汉430033）

X波段导航雷达海浪数值模拟

马狄席泽敏包中华

（海军工程大学武汉430033）

针对X波段导航雷达海浪特性研究的需要，对海浪进行了数值模拟。采用经典PM谱作为靶谱，利用Longuest—Higgins模型仿真海浪，然后对仿真的海浪进行阴影调制和倾斜调制得到调制后的雷达图像，并经过海浪谱反演技术验证了仿真的可行性和准确性。

X波段雷达；PM谱；阴影调制；倾斜调制；反演

Class NumberTN957.52

1 引言

X波段雷达通过电磁波照射海面成像，形成了“海杂波”图像，不仅能检测海上目标，同时也能从图像中可以得到海浪的流速、波向等信息。为了更好了解海浪产生过程，理解雷达对海浪调制机理，分析海浪在导航雷达中的成像机理及其谱的特性，本文对经过雷达调制后的海浪进行了模拟仿真。

2 海浪数值模拟

2.1 海浪模型

由线性重力波相关理论可知，窄带谱的高斯随机过程可以用来描述海面波场在时间空间上的分布，即Longuest—Higgins模型［1］，海面波某一位置的高度η(x，y，t)可以用不同频率、不同波矢和随机相位的余弦波组成，海面波高的具体表达式如下：

式中Amn为沿着波矢量(kxm，kyn)的幅度，ωmn为角频率，与kxmkyn成频散关系，(x，y)海面上的空间坐标，δmn为[] 02π均匀分布的随机相位。幅度Amn由二维谱P(ωm，θn)求得：

2.2 海浪模拟

2.2.1 PM谱

为了求解二维波数谱P(ωm，θn)，进而求解海面波高，需要选择合适海浪谱和方向谱函数，本文中采用的是由1978年第15届ITTC（国际拖曳水池会议）采用的PM谱［2］，如下所示：

式中θ为组成波的方向，θ0为主波方向，由随机波浪理论可知组成波的能量的角度θ-θ0分布在