海上湍流对雷达波传播影响模拟研究

资 源 简 介

海上湍流对雷达波传播影响模拟研究

详 情 说 明

海上湍流对雷达波传播的影响是当前电磁波传播研究的重要课题之一。本文将从物理机制、数学建模和仿真技术三个维度分析湍流环境下的雷达波传播特性。

在物理层面，海上湍流会通过三种主要方式影响电磁波传播：1) 湍流引起的大气折射率随机起伏导致信号相位扰动；2) 湍流涡旋造成的多普勒频移效应；3) 水汽和盐粒子的散射导致信号能量衰减。这些效应会显著降低雷达系统的探测精度和分辨率。

数学建模方面通常采用Kolmogorov湍流理论结合Maxwell方程组，构建折射率起伏功率谱模型。其中关键的参数包括湍流强度Cn2、内尺度l0和外尺度L0。通过求解波结构函数，可以量化相位起伏方差等关键指标。

现代仿真技术主要采用蒙特卡洛方法和并行计算实现大规模场景模拟。典型的实现步骤包括：1) 生成符合湍流统计特性的随机介质场；2) 求解抛物型波动方程；3) 分析接收端信号特征参数。最新的研究趋势是将机器学习算法引入到湍流参数反演中。

该领域未来的发展方向包括：基于深度学习的湍流实时补偿算法、太赫兹频段的传播特性研究，以及星载雷达的海面湍流校正技术等。这些研究对提升海上目标识别、气象监测等应用具有重要价值。