一种近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法技术

本发明专利技术属于海洋散射回波分析技术领域，公开了一种近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法，首先采用简单而又不失代表性的正弦函数，基于流体动力学Boussinesq模型对近岸环境非线性海浪进行建模；运用解析渐进模型‑二阶小斜率近似方法对近岸非线性正弦型海浪的散射系数进行计算，最后对不同近岸环境水深变化情况下的海浪散射系数进行分析。本发明专利技术对传统线性海浪建模理论无法仿真的近岸水深变化情况下的非线性海浪进行有效地评估和分析，比已有的针对常规线性海浪理论建模进行的恒定水深情况下的相关研究更加符合实际近岸海浪散射机理分析的需求。本发明专利技术相对于现有的线性海浪建模，更加符合实际近岸海洋环境。

An analysis method of microwave scattering characteristics of non-linear sine wave near shore

【技术实现步骤摘要】
一种近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法
本专利技术属于海洋散射回波分析
，尤其涉及一种近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：雷达发射的电磁波与海洋表面相互作用下的散射回波能够反映出海洋环境中的多种水文信息，能够有效应用于海洋风速和水深反演，海谱的提取等多个领域。除此以外，在复杂的海洋环境中，散射回波还携带了海洋表面及其上目标的电磁散射特征，通过数据处理，能够有效反演出海情、目标大小、运动状态等丰富的信息，在海洋环境遥感，海上目标识别等领域有着广泛的应用前景，是目前的热点研究方向。目前现有的一些方案采用在深海线性建模基础上添加非线性扰动近似项来仿真非线性海浪特征，但都是对非线性海浪的简化近似描述，并非基于准确的近岸浅水流体力学理论推导计算得出，而且大多没有考虑近岸水深逐渐变化因素对波浪的影响，因而无法准确描述近岸水深变化情况下的海浪非线性特征。利用近岸浅水非线性Boussinesq方程模型对近岸不同水深变化环境下的非线性海浪建模并进行回波散射特性分析，本专利技术还是首次提出。在研究复杂海本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法，其特征在于，所述近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法包括以下步骤：/n第一步，基于流体动力学Boussinesq模型对近岸环境非线性正弦型海浪进行建模；/n第二步，运用解析渐进模型-二阶小斜率近似方法对近岸非线性正弦型海浪的散射系数进行计算；/n第三步，通过采用水深以不同斜率线性变浅的水深变化特点，对不同近岸环境变化情况下的海浪散射系数分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法，其特征在于，所述近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法包括以下步骤：
第一步，基于流体动力学Boussinesq模型对近岸环境非线性正弦型海浪进行建模；
第二步，运用解析渐进模型-二阶小斜率近似方法对近岸非线性正弦型海浪的散射系数进行计算；
第三步，通过采用水深以不同斜率线性变浅的水深变化特点，对不同近岸环境变化情况下的海浪散射系数分析。


2.如权利要求1所述的近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法，其特征在于，所述近岸非线性正弦型波浪微波散射特性分析方法基于Boussinesq模型的非线性海浪建模包括：对于单层模型，在满足边界条件的前提下通过对速度势进行级数展开，得到：



式中h表示总水深，单位为米，τ表示考察位置处的水深，单位为米；u是位于高度z＝-h处的速度势；通过有限差分方法得到考察点位置处的速度势，速度势的偏导数分维度表示为：
U＝u+0.5(τ2-ζ2)uxx+(τ-ζ)(hu)xx-ζx[ζux+(hu)x]；
V＝v+0.5(τ2-ζ2)vyy+(τ-ζ)(hv)yy-ζy[ζvy+(hv)y]；
ζ是波浪的自由起伏高度，U、V分别是波浪沿x和y方向的速度势，物理量下标中的x、y分别表示该物理量对x、y求一阶导数；若下标中出现多个字符，则表示该物理量依次对空间量(x，y)和时间量(t)求偏导数；得到波浪高度起伏和速度势的预测方程：
























S＝ux+vy；
T＝(hu)x+(hv)y+ht；
式中默认计算当前网格节点(i，j)处的各项值，n代表当前的迭代时间步，ζ、u、v分别表示当前时空坐标下的波浪起伏高度和沿x、y方向的速度势。

【专利技术属性】
技术研发人员：聂丁，张民，宋叶静，江旺强，魏鹏博，李金星，任航宇，王晖，陈珲，罗伟，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61