摘要：技术参数设计研究是提升全极化SAR海洋环境探测能力的有效途径.本文通过分析噪声等效后向散射系数和辐射分辨率与海洋环境探测的地球物理联系,提出一种全极化SAR关键技术参数设计方法.采用全极化海面散射模型计算不同海洋环境条件下的雷达后向散射系数,据此确定全极化SAR对海探测的噪声等效后向散射系数,再将其作为合成孔径雷达方程输入参数,以辐射分辨率和信噪比的函数关系为约束条件,开展信噪比、辐射分辨率和系统功率孔径积等技术参数设计研究.论文通过全极化海面散射模型的仿真计算,发现对海探测的噪声等效后向散射系数设计为-35.0 dB,可满足全极化SAR不同海洋环境条件的探测需求.通过研究辐射分辨率与信噪比的函数关系,发现对海探测的最优信噪比为8.0 dB.C波段机载全极化SAR设计结果表明,由于兼顾了海洋环境探测需求,本文设计方法使得全极化SAR技术参数同时满足了海洋环境应用需求和系统设计要求.

摘要：顺轨干涉SAR海表流场探测技术研究对于实现流场探测的全球化、精细化具有重要作用。为了提高海表流场迭代收敛速度和参数反演精度,依据校正系数的参数特点构建适应度函数的约束关系,将校正系数设计问题转化为仿真干涉相位与实测干涉相位差和雷达、平台参数约束条件下的比例因子选择问题,进而设计遗传算法计算校正系数的技术方法,并嵌入海表流场迭代反演算法,从而构建一种反演新方法。星载SAR数据仿真实验结果表明:海表流向反演的均方根误差优于10.0°,海表流速的均方根误差优于0.1 m/s,这符合海表流场反演精度要求。改进的海表流场反演算法可减少2~3次迭代,有效提高了反演效率。研究对于提高顺轨干涉SAR海表流场探测的实效性和准确性具有重要意义。

摘要：机载全极化SAR海面风矢量反演研究对于近海岸复杂气象条件下风矢量探测具有重要意义.本文从极化散射理论出发,通过分析全极化SAR探测数据与海面风矢量的关系,设计了全极化SAR海面风矢量反演方案.依据机载SAR高机动性和全极化两个探测特点,针对VV极化探测数据,提出了基于最大似然估计的海面风矢量反演方法,并设计了飞行实验方案;针对VH极化探测数据,提出了通过带约束最优拟合的VH极化海面散射模型反演风速,再利用CMOD5地球物理模型函数计算风向的海面风矢量反演方法.利用机载全极化SAR探测的台风"海葵"边缘数据,开展了海面风矢量反演实验研究.研究结果表明,两种风矢量反演方法均可不借助辅助信息,反演复杂气象条件下的海面风矢量.前者反演风向、风速的均方根误差分别为18.0,1.8m/s,后者反演风向、风速的均方根误差分别为9.3,1.2m/s,后者的反演精度优于前者.这是因为VH极化归一化雷达截面与风向和雷达入射角无关,仅与风速密切相关,更适合复杂气象条件下的海面风矢量反演.

摘要：复杂的机载合成孔径雷达系统使得探测精度要求研究难以系统有效.依据辐射定标精度在机载合成孔径雷达海面风场探测信息流程中的作用,提出通过辐射定标精度要求整体考察系统探测精度要求的研究方法,仿真研究了CMOD4地球物理模型函数的参数关系,系统地确定出不同入射角和风向条件下机裁合成孔径雷达海面风场探测的辐射定标精度要求.研究结果表明,辐射定标精度要求随着入射角的增加而降低,且随着风向变化呈周期性变化,这一规律与CMOD4地球物理模型函数中由风速变化引起的后向散射截面变化值的变化规律一致.依据这一规律,研究发现通过采用有源定标器定标、设计载机做侧风飞行以及选择大入射角的探测图像作为反演图像区这三种手段,能够提高风速反演精度.

摘要：为了使星载通信天线产生1个赋形波束覆盖服务区,同时产生1个固定点波束和1个有限扫描点波束,该文提出一种由2个赋形反射面和3个馈源组成的混合反射面天线。该天线是以赋形主反射面共用为基础,等效为2副单馈源单偏置反射面天线和1副双偏置格里高利型赋形反射面天线,分别产生赋形波束、固定点波束和有限扫描点波束。通过对一副口径为1.2 m的天线各个波束进行仿真实验,赋形波束在Ku收、发频段时波束覆盖区边缘(EoC)方向性系数为27.5 dBi,固定点波束在C收、发频段时天线口径效率高于70%,通过将赋形副反射面及对应馈源横向偏焦实现Ka收、发频段的点波束在服务区内外的扫描。仿真结果表明,该混合反射面天线可实现C/Ku/Ka频段的同时通信任务。

摘要：气象无人机探测过程中,风速矢量由无人机飞行参数解算得到,解算方法和对应参数的测量直接影响测风精度。从现有风速解算模型出发,考虑了气动角、欧拉角、航迹角,最终确定引入"航迹倾斜角"和"俯仰角",建立了一种新的风速解算模型。模型推导过程中发现,当无人机平稳飞行时,航迹倾斜角、俯仰角是影响测风精度的关键因素。与现有模型相比,新模型能有效提高测风精度,当航迹倾斜角与俯仰角不等时,必须对风速偏差进行修正。基于新模型的测风误差仿真分析结果表明:存在某一角度,当偏流角小于该角时,风速误差受航迹倾斜角、俯仰角及偏流角共同影响;当偏流角大于该角时,风速误差受航迹倾斜角、俯仰角影响较小,该角的大小与传感器的测量值和误差值有关。

摘要：为了促进大气探测学精品课程的建设,探讨图示法在课程教学中的应用。围绕大气探测体系、气象能见度的换算、气象辐射测量和气象雷达探测四个重点内容,设计并分析图表法、图形法和图像法等典型图示法的教学应用示范案例。教学实践表明,图示法有利于提高学生的学习效率、创新能力和综合素质,是一种行之有效的教学方法。