水面船只Kelvin尾迹SAR成像的仿真研究

【摘要】：水面船只尾迹的合成孔径雷达(SAR)遥感是SAR海洋遥感的一个重要研究内容,但到目前为止雷达极化和视角等对水面船只尾迹SAR成像的作用还不是很清楚。本文以水面船只Kelvin(开尔文)尾迹的SAR．成像仿真为例,研究雷达极化和视角等对水面船只尾迹SAR成像的作用。本文根据水面船只开尔文尾迹数学模型、海面背景波动模型和二尺度微波散射模型,建立了水面船只开尔文尾迹SAR成像仿真模型。利用该仿真模型进行了水面船只开尔文尾迹SAR成像仿真。结果显示,(1)对HH和VV极化而言,当雷达视向与航向平行时,SAR对开尔文尾迹的横波能清晰成像; 当雷达视向与航向垂直时,SAR对开尔文尾迹的扩散波能清晰成像;当雷达视向与航向有夹角时, 开尔文尾迹呈现一臂亮一臂暗的现象,雷达视向与扩散波夹角越小,这种现象越明显。(2)对HV 和VH极化而言,SAR主要对开尔文张臂尾迹成像,所有雷达视向的SAR对横波都不成像:当雷达视向与航向垂直或平行时,SAR对开尔文张臂尾迹成像明显;当雷达视向与航向有夹角时,也会出现一臂亮一臂暗的现象,雷达视向与扩散波夹角越大,这种现象越易被SAR成像,这与HH和VV 极化的结果是相反的。(3)当雷达视向与航向接近垂直时,HH和VV极化SAR成像的开尔文尾迹两臂张角变小;与此相反,HV和VH极化SAR成像的开尔文尾迹两臂张角则变大。研究表明,水面船只开尔文尾迹SAR成像不仅与雷达参数和水面船只航速航向有关,还与海面风和浪等海洋环境参数有关。