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水面船舶尾迹的毫米波辐射模型与实验验证
| 论文题名： | 水面船舶尾迹的毫米波辐射模型与实验验证 |
| 关键词： | 水面船舶尾迹;毫米波辐射;参数反演 |
| 摘要： | 运动船舶与水面间的相互作用会产生尾迹，尾迹分布面积广，持续时间长，它的出现会伴随着水面粗糙度的改变和一定区域内水面温度的改变，因此尾迹有明显的毫米波辐射特征。本文从实际应用的角度出发，研究了水面船舶尾迹的毫米波辐射计算模型，并开展了毫米波辐射测量实验，验证了辐射计算模型的准确性，为船舶的信息获取和目标识别提供理论和实验依据。论文主要工作如下： 首先，建立了开尔文尾迹的毫米波辐射模型。对开尔文尾迹的形成机理进行了研究，建立了开尔文尾迹几何模型，通过仿真分析了环境参数和船舶参数对开尔文尾迹的影响；研究了开尔文尾迹的毫米波辐射机理，建立了基于基尔霍夫近似（KA）的毫米波辐射计算模型，得到了开尔文尾迹的辐射亮温分布，并研究了不同船舶参数和不同观测条件对尾迹辐射亮温的影响。 其次，建立了湍流尾迹的毫米波辐射模型。湍流尾迹的气泡层是湍流尾迹最主要的辐射来源，因此建立了湍流尾迹气泡分布模型，仿真分析了不同船舶参数和不同气泡体积分数下的湍流气泡分布；根据有效媒质理论（EMT）和非相干方法建立了湍流尾迹的毫米波辐射计算模型，获得了湍流尾迹的亮温分布，研究了船舶参数、气泡体积分数和辐射计入射角对湍流尾迹辐射亮温的影响。 最后，开展了开尔文尾迹和湍流尾迹的毫米波辐射测量实验。分别使用 35GHz和94GHz辐射计完成了开尔文尾迹和湍流尾迹的毫米波辐射测量实验；将实验结果与对应的仿真结果作比较，验证了计算模型的准确性；在实验数据的基础上提出了船速和船宽的反演方法，完成了船速和船宽的反演，并将反演参数和实际参数作比较，分析了误差。 |
| 作者： | 李自维 |
| 专业： | 电路与系统 |
| 导师： | 桂良启 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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