[发明专利]一种多模式微波遥感器散射计模式的系统模拟方法

权利要求书

1.一种多模式微波遥感器散射计模式的系统模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.多模式微波遥感器散射计模式的系统参数设计；

S2.分别设置低中高风速条件下的风场；

S3.海面模拟；

S4.计算每个分辨单元后向散射系数的理论值；

S5.模拟海面雷达回波信号；

S6.模拟接收机输出端回波功率的测量值；

S7.由雷达方程计算后向散射系数测量值；

S8.风场反演；

其中步骤S1中参数设计的过程如下：

S1.1.获取散射计模式性能指标及系统参数；

S1.2.计算内波束视角、内波束入射角、外波束视角和外波束入射角；

S1.3.计算方位向天线尺寸与距离向天线尺寸；

S1.4.计算天线转速范围和PRF范围；

S1.5.计算信号带宽；

S1.6.计算去调频处理后的信号带宽；

S1.7.计算信噪比SNR；

S1.8.计算峰值发射功率；

S1.9.输出系统参数的设计结果；

其中步骤S1.1中，由用户指定的散射计模式性能指标包括：地距分辨率ρ_gr、方位分辨率ρ_az、内波束刈幅W_n、外波束刈幅W_f和回波功率归一化标准偏差K_p；需与合成孔径雷达(SAR)模式保持一致的散射计模式系统参数包括：平台高度H、平台速度v、平台地面速度v_g和载波频率f_c；需由用户综合各种因素给出的散射计模式系统参数包括：脉冲宽度T_r、接收机噪声系数F和系统损耗L_s；步骤S1.2中，波束视角α与入射角θ间的关系式为：式中，R_e为地球平均半径；内、外波束的刈幅与波束视角、入射角间的关系为：W_n＝2·R_e·(θ_n-α_n)，W_f＝2·R_e·(θ_f-α_f)，式中，α_n和θ_n为内波束的视角和入射角，α_f和θ_f为外波束的视角和入射角；步骤S1.3中，计算方位向天线尺寸与距离向天线尺寸的步骤如下：

S1.3.1.计算内波束斜距R_n，公式为：

S1.3.2.计算外波束斜距R_f，公式为：

S1.3.3.计算距离向波束宽度公式为：

S1.3.4.计算方位向波束宽度公式为：

S1.3.5.计算距离向天线尺寸l_r，公式为：式中，λ为雷达波长；

S1.3.6.计算方位向天线尺寸l_a，公式为：

其中步骤S1.4中，天线旋转速度Ω的范围公式为：脉冲重复频率PRF的下限公式为：式中，M为散射计的波束个数，v_t为波束足印在地面扫描时的切向速度；脉冲重复频率PRF的上限公式为：式中，C为光速；步骤S1.5中，信号带宽B的计算公式为：式中，rdv_rms、分别为风速相对误差的均方根误差和风向相对误差的均方根误差；步骤S1.6中，去调频处理后的带宽B_s计算公式为：

2.根据权利要求1所述的多模式微波遥感器散射计模式的系统模拟方法，其中步骤S1.7中，信噪比SNR计算公式为：式中，K_p为回波功率归一化标准偏差，N为独立采样数，N＝4B_sT_r，取信噪比SNR计算值的2倍做为输出的信噪比SNR；步骤S1.8中，峰值发射功率P_t的计算公式为：式中，k_b为玻尔兹曼常数，T₀＝290K，G为天线增益，NEσ⁰为系统的归一化等效噪声系数。