【摘 要】
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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
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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。
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