一种海浪的SAR 信号模拟方法

摘要

本发明公开了一种海浪的SAR信号模拟方法，包括以下步骤：S1：采用海浪谱对海浪进行建模，构造包含多个面元的三维海表面；S2：计算每个所述面元的散射场，然后根据速度聚束模型将所述面元沿距离向的运动效应转化为方位向的偏移，并根据所述散射场和所述方位向的偏移生成海面散射图；S3：对所述海面散射图进行整体运动的SAR信号模拟得到模拟SAR信号，并采用SAR成像算法对所述模拟SAR信号进行处理得到模拟SAR图像。本发明提供的海浪的SAR信号模拟方法由于考虑了海面运动所引起的多普勒效应，使得能够实现较大风浪情况下海浪的SAR信号模拟，能够为SAR系统的设计提供全面的模拟数据。

主权项

一种海浪的SAR信号模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采用海浪谱对海浪进行建模，构造包含多个面元的三维海表面；S2：计算每个所述面元的散射场，然后根据速度聚束模型将所述面元沿距离向的运动效应转化为方位向的偏移，并根据所述散射场和所述方位向的偏移生成海面散射图；S3：对所述海面散射图进行整体运动的SAR信号模拟得到模拟SAR信号，并采用SAR成像算法对所述模拟SAR信号进行处理得到模拟SAR图像，其中在所述步骤S1中，采用二尺度的海洋表面模型构造所述三维海表面，具体为：长波对应大尺度的轮廓，通过比SAR分辨率单元小且远大于电磁波长的平面面元近似，生成随机海面；短波对应小尺度的随机粗糙，通过重力毛细波或毛细波的波形近似；所述重力毛细波或毛细波的波形叠加在所述平面面元上形成海表面模型，并且，在所述步骤S1中，所述海浪谱表示为积的形式：W(K)＝S(K)P(θ,K)其中，W(K)为海浪谱；S(K)是一维谱，在长波区域，S(K)采用经典谱；在短波区域，S(K)分为重力毛细波S_gc(K)和毛细波S_c(K)，分别对应不同的波数；P(θ,K)是扩展函数；K是海浪波矢，K的模K＝2π/Λ是海浪波数，Λ是海浪波长；θ通过下式定义：$\left\{\begin{array}{c}{K}_x=K\cos \theta \\ K_y=K\sin \theta \end{array}\right.$其中，K_x是海浪波矢K在x方向的分量，K_y是海浪波矢K在y方向的分量。