文档介绍：分类号学号 M201071761
学校代码 10487 密级

硕士学位论文

海浪波谱仪海浪谱反演研究

学位申请人:华蕾
学科专业:电磁场与微波技术
指导教师:陈萍副教授
答辩日期:2013 年 2 月 23 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the
Requirements for the Degree of Master of Engineering

The Study on Inversion of Ocean Wave Spectrum for
Ocean Wave Spectrometer

Candidate : Hua Lei
Major : ic and
Microwave Technology
Supervisor : Chen Ping

Huazhong University of Science & Technology
WuHan 430074, P. R. China
February, 2013
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日期: 年月日

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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月
华中科技大学硕士学位论文
摘要
海洋波谱仪是一种以实孔径雷达为基础用于探测海面波浪谱的新型传感器,在小角
度入射角下,其天线通过 360 度扫描,来获得大面积、长时间序列海面的后向散射信号,
对这些回波信号进行处理,可以提取海面的波浪谱、风速和波高等海面参数信息。本文
对星载海洋波谱仪波浪遥感探测海浪谱进行仿真研究,并对其反演技术进行改进,以提
高反演精度,为后继的利用实测数据反演海浪谱及海浪参数打下基础。
首先对海浪波谱仪的探测机理作了详细论述。在小入射角入射时,海浪波谱仪的后
向散射主要是准镜面反射;因为长波的存在,通过倾斜调制机理(倾斜调制传递函数),
建立海面回波调制功率谱密度与波浪的波陡谱的线性关系,由波浪的波陡谱中可以提取
出海浪的参数信息。然后详细介绍建立海洋波谱仪波浪探测海浪谱仿真平台的详细步骤
和仿真质量指标。根据星载系统参数,对海洋波谱仪海浪遥感进行仿真。最后对海浪波
谱仪海浪谱反演技术从三个方面进行了改进,主要是引入非高斯型的波谱仪探测机理,
对倾斜调制函数估计方法进行改进,以及优化调制谱估计算法。
仿真结果表明,波谱仪在仿真结果表明,波谱仪在有效波高>1m时,能够正确测量
波浪谱。运用本文的海浪波谱仪改进海浪谱反演方法后,可以增加反演调制谱与参考调
制谱的相关性,减小反演的积分误差,更适合用于海浪谱的反演。

关键字:星载波谱仪倾斜调制非高斯海面调制谱

I
华中科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
The ocean wave spectrometer is real aperture radar to measure directional spectra of
waves. Through looking at angles near the vertical and scanning over 360°in azimuth, This
instrument can provide global long time observation of the normalized radar cross section.
The wave directional spectra, the significant w