图1不同高度蒸发波导背景下掠射角随距离的变化图250 m高表面波导环境下掠射角随距离的变化图3、图4分析了风速2.5 m/s,5 m/s,7.5 m/s及10 m/s时,雷达后向散射系数0随距离的变化情况,蒸发波导高度分别为10 m和30
图1不同高度蒸发波导背景下掠射角φ随距离的变化图250 m高表面波导环境下掠射角φ随距离的变化图3、图4分析了风速2.5 m/s,5 m/s,7.5 m/s及10 m/s时,雷达后向散射系数σ0随距离的变化情况,蒸发波导高度分别为10 m和30 m。
图310 m高度蒸发波导背景下不同
风速下RCS随距离的变化图430 m高度蒸发波导背景下不同风速下RCS随距离的变化从图中可以看出,同一风速下RCS随距离的延伸而渐渐变小,并且可以看出在相同距离处RCS随着风速的增加增强。主要原因为风掠过海面产生小范围的粗糙度。这种粗糙度引起RCS的变化,风速越大RCS值就越大,海面反射电磁波的能力也就越强。并且由于波导强度的增加,电磁波衰减减少,因此同一风速下RCS也有所增加。
由图5可以看出,风速2.5 m/s,5 m/s,7.5 m/s及10 m/s时,RCS随距离的变化情况,表面波导为50 m。从图中可以看出,由于受到图2中掠射角曲线起伏的影响,RCS曲线也不再保持平稳,同一风速下,RCS随距离起伏变化,同时发现风速的变化对RCS的取值影响仍然很大。风速越大,RCS值越大,海表面反射电磁波能力也就越强。同时还可以发现,较小风速对RCS值影响更为显著。
图550 m高度表面波导背景下不同
风速下RCS随距离的变化下面对不同掠射角下RCS随风速的变化情况进行计算分析。分别选取掠射角φ为0.1°,0.2°和0.3°,雷达后向散射系数(RCS)随风速的变化情况进行分析,如图6所示。
图6不同掠射角背景下RCS随风速的变化情况从图6中可以看出,同一掠射角下,RCS随风速变化曲线拐点在10 m/s左右,风速小于10 m/s时,风速对RCS影响显著,风速大于10 m/s时,风速对RCS影响不再显著,此发现对雷达布控及提高舰载雷达探测性能有重大帮助。同时还发现,相同风速下RCS随着掠射角的增加也有所增加。
3结语
大气波导作用于雷达电磁波而改变其传播性能,电磁波衰减也大大减小,从而发生超视距现象,掠射角也会不同于标准大气条件下的情况。因此,雷达可以探测到更强烈的海杂波回波。海杂波的增强往往会增加雷达所要探测有用目标的难度,甚至出现雷达探测盲区,而不同的海况(浪、流及风等)对海杂波回波影响颇深,因此研究波导背景下RCS值对提升雷达探测性能有重要指导意义。本文利用改进GIT模型模拟仿真了波导背景下不同风速对雷达后向散射系数的影响,并且利用现代谱估计理论中的Burg算法,分析出了掠射角随距离的变化情况,对提升雷达探测性能及利用海杂波回波反演大气波导具有重要的指导意义。此外由于本文只分析研究了不同风速下RCS的变化,而现实中海上情况复杂多变,对RCS的影响也不只限于风的作用,因此对其他影响因素有待进一步分析研究。
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