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1、第40卷第1期舰船科学技术Vol.40,No.12018年1月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYJan.,2018船载S波段雷达多普勒谱模型陈泽宗1,2，陈佩弦1，赵晨1，谢飞1(1.武汉大学电子信息学院，湖北武汉430072；2.武汉大学地球空间信息技术协同创新中心，湖北武汉430072)摘要:根据海表面的散射机理和船舶在海中的运动规律，建立了3次谐波船舶运动模型,提出了船载S波段雷达回波多普勒谱的中心频率和谱宽的理论模型。本文采用仿真多普勒谱的方法，分析了船载S波段雷达多普勒谱的中心频率和谱宽大小与船速的关系，
2、并讨论了船舶各种运动导致多普勒谱的变化情况，最后采用一段实测船载三坐标速度并仿真其多普勒谱，结果表明其中心频率的变化明显，谱展宽明显。文章的结论为船载S波段雷达海浪参数提取提供先验信息和理论模型，具有重要的价值。关键词：船载S波段雷达；运动模型；多普勒谱；中心频率；谱宽中图分类号：TN958.95文献标识码：A文章编号：1672–7649(2018)01–0120–05doi：10.3404/j.issn.1672–7649.2018.01.021Dopplerspectrummodelbasedonship-bornes-ba
3、ndradarCHENZe-zong1,2,CHENPei-xian1,ZHAOChen1,XIEFei1(1.ElectronicandInformationSchool,WuhanUniversity,Wuhan430072,China;2.CollaborativeInnovationCenterforGeospatialTechnology,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)Abstract:Accordingtothescatteringmechanismofseasurfaceand
4、shipmovement,threeharmonicmotionmodeloftheshipisestablished.Basedonship-borneS-bandradar,atheoreticalmodelisproposedforthecenterfrequencyandband-widthofDopplerspectrum.Next,usingthemethodofsimulationofDopplerspectrum,therelationshipbetweenthecenterfrequencyandbandwid
5、thofspectrumandspeedoftheshipisanalyzed.Meanwhile,thevariationofDopplerspectrumcausedbyvariousshipmotionisdiscussed.Atlast,bymeasuringthespeedofshipandsimulationofDopplerspectrum,theresultsshowthatthecenterfrequencyandbandwidthvaryobviously.Theresearchresultofthispap
6、ercanofferpriorinform-ationandtheoreticalmodelfortheextractionofwaveparametersbasedonship-borneS-bandradar,whichhasimportantvalues.Keywords:ship-borneS-bandradar；motionmodel；Dopplerspectrum；centerfrequency；bandwidth0引言回波多普勒谱特征研究较少。船载雷达[5]在观测过程受海浪和海风的影响，不可海洋回波多普勒谱反映了海
7、面的动态信息，其中避免产生六自由度运动，导致雷达回波多普勒谱的中多普勒频移与海面散射元的雷达径向速度相关，而谱心频率和谱宽发生变化。本文基于武汉大学自主研制宽则反映了该径向速度的分布特征，这使得微波海面的船载S波段微波多普勒雷达，结合海表面的散射模多普勒谱特征对微波雷达海浪反演等领域具有重要的型，建立船舶运动模型，提出船载雷达回波多普勒谱意义[1–2]。近年来，诸多学者针对海面微波散射场多普的中心频率和谱宽的理论模型，并使用仿真多普勒谱勒谱特征进行研究和实验。Plant和Keller[3]于1991年的方法分析船载雷达多普勒谱，
8、讨论了船舶不同运动根据布拉格散射理论，由海浪谱模型推导出速度谱从状态下多普勒谱中心频率和谱宽的变化情况和规律。而仿真获得回波的多普勒谱；姜文正等[4]2011年提出1海表面散射机理了微波散射场多普勒谱频移和谱宽的理论公式。然而这些研究都是基于岸基微波雷达，但对船
