海杂波后向散射系数经验模型研究-论文.pdf

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1、2014年10月1日现代电子技术Oct.2014第37卷第19期ModernElectronicsTechniqueVol.37No.1969海杂波后向散射系数经验模型研究任红霞，姬光荣，吴庚坤（中国海洋大学信息科学与工程学院，山东青岛266100）摘要：为改善海洋环境雷达的检测性能，基于海杂波后向散射特性，对GIT，TSC，NRL三种典型海杂波后向散射系数经验模型进行仿真，并与实测数据进行对比，以均方差检验法作为拟合优度评价标准，分析了三种模型的拟合特点，给出了三种模型的适用性，结果表明，改进的NRL模型与实测数据拟合得最好，TSC模型次之，GIT模型拟合效果最差，其适用性随海况、

2、擦地角、极化方式的变化而呈现出不同特点。关键词：海杂波；后向散射；经验模型；均方差检验法中图分类号：TN911.7⁃34文献标识码：A文章编号：1004⁃373X（2014）19⁃0069⁃03EmpiricalmodelresearchonbackscattercoefficientofseaclutterRENHong⁃xia，JIGuang⁃rong，WUGeng⁃kun（CollegeofInformationScienceandEngineering，OceanUniversityofChina，Qingdao266100，China）Abstract：Inordertoi

3、mprovethedetectionperformanceofradarworkinginthemarineenvironment，GIT，TSC，NRLthreeempiricalmodelsoftypicalbackscattercoefficientweresimulatedbasedonthebackscatteringpropertiesoftheseaclutter.Theresultswerecomparedwiththemeasureddata.MSDisadoptedastheevaluationcriteriaoffittinggoodnesstoanalyzet

4、hefittingcharacteristicsofthethreemodels.Theapplicabilityofthethreemodelsisgiven.Theanalysisresultsshowthattheim⁃provedNRLmodelfitswiththemeasureddatabest，theTSCmodelisbetter，andtheGITmodelisworst，whoseapplicabilitypresentsdifferentcharacteristicswiththechangeofseastate，grazingangle，polarizatio

5、nmode.Keywords：seaclutter；backscattering；empiricalmodel；MSDmethod0σ表征单位面积的雷达照射区域对电磁波后向散射能0引言[4]力的平均强度，又称为后向散射系数。典型的海杂波雷达照射海面，海面对雷达信号的后向散射回波即后向散射系数模型包括GIT模型[5]、TSC模型[6]、NRL模为海杂波。由于雷达以辐射电磁能和检测回波信号的[7]型等。方式进行工作，海杂波的存在势必会影响海面目标的检GIT模型是基于实测数据和不同海面散射机理数[1⁃2]测与追踪，降低雷达系统的工作性能。因此，海杂波学模型而获得的后向散射系数模型，其突出特

6、点是同时是影响海洋环境雷达探测目标的主要因素。利用风速和平均波高来描述海况。在充分发展的海面，海杂波的强弱受多方面因素影响，主要包括自然因风速和平均波高相关。在变化的环境中，风速和平均波[5]素和雷达参数，如浪高、风速、风向、风的持续时间、入射高可作为独立参数。GIT模型定义如下：[1]发射频率为1~10GHz时：余角、雷达频率、天线模式、发射功率、极化方式等。对0-60.4海杂波特性进行深入了解，基于海杂波特性建立仿真模σHH=10log(3.9×10λθFaFuFw)（1）0型，通过设置雷达参数和环境因素来模拟仿真海杂波，从ìσHH-1.05ln(ha+0.015)+1.09ln

7、λ+ï而指导雷达系统设计，抑制杂波，提取海面回波有用信σ0=ï1.27ln(θ+0.0001)+9.7,3GHz