第1 章 舰船尾迹电磁散射的理论基础・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・001
1．1 海浪和舰船尾迹的基本概念・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・002
1．1．1 海浪仿真・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・002
1．1．2 典型海谱函数・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・005
1．1．3 舰船尾迹的基本类型・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・．011
1．2 海面与舰船尾迹电磁散射的计算基础・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・017
1．2．1 Bragg 散射理论・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・018
1．2．2 半确定面元散射模型・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・020
1．2．3 海面散射场分析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・023
1．3 本章小结・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・026
参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・027
第2 章 Kelvin 尾迹・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・031
2．1 Kelvin 尾迹流场模型・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・032
2．1．1 船行波基本特征・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・032
2．1．2 Kelvin 尾迹波高场・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・033
2．1．3 Kelvin 尾迹仿真结果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・035
2．2 海面调制理论・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・037
2．2．1 海浪波的流体力学描述・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・037
2．2．2 倾斜调制・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・038
2．2．3 流体力学调制・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・039
2．2．4 速度聚束调制・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・040
2．2．5 三种调制作用对比・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・041
2．3 速度聚束成像模型与尾迹成像仿真・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・043
2．3．1 实孔径雷达和合成孔径雷达・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・043
2．3．2 Kelvin 尾迹SAR 成像仿真・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・045
2．3．3 Kelvin 尾迹SAR 图像特性分析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・048
2．3．4 Kelvin 尾迹中的窄尾迹分量・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・057
2．4 本章小结・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・061
参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・062
第3 章 湍流远场综合尾迹・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・063
3．1 远场湍流尾迹的流场仿真・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・064
3．1．1 CFD 理论基础・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・065
3．1．2 基于CFD 理论的远场尾迹仿真・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・068
3．2 调制谱面元散射模型・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・069
3．2．1 调制谱方程・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・070
3．2．2 调制谱源项・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・071
3．2．3 调制谱的求解・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・075
3．2．4 基于调制谱的海面散射・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・078
3．3 湍流尾迹散射场分析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・079
3．3．1 尾迹的背景波调制作用・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・079
3．3．2 远场综合尾迹SAR 成像・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・083
3．4 本章小结・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・087
参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・087
第4 章 泡沫流尾迹・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・090
4．1 泡沫流尾迹的理论基础・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・090
4．1．1 泡沫层反射率・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・090
4．1．2 泡沫覆盖率・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・093
4．2 泡沫海面的体散射统计模型・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・095
4．2．1 球形气泡的电磁散射特性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・095
4．2．2 散射矩阵・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・099
4．2．3 泡沫海面体散射的VRT 模型・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・104
4．3 泡沫流尾迹的相干散射场模型・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・．110
4．3．1 泡沫层的相干散射场模型・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・．110
4．3．2 仿真结果与分析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・．115
4．4 本章小结・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・120
参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・121
第5 章 近场尾迹・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・123
5．1 近场尾迹的几何建模・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・124
5．1．1 尾迹流场仿真设置・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・125
5．1．2 近场尾迹仿真结果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・126
5．2 近场尾迹电磁散射的算法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・129
5．2．1 网格转换和消隐处理・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・129
5．2．2 迭代物理光学法（IPO）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・131
5．2．3 迭代优化技术・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・133
5．3 近场尾迹的电磁散射特性分析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・134
5．3．1 FBIPO 算法验证与分析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・134
5．3．2 近场尾迹电磁散射总场分析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・136
5．3．3 近场尾迹电磁散射场分布・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・139
5．4 本章小结・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・143
参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・143
第6 章 内波尾迹・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・146
6．1 内波尾迹流场特性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・146
6．1．1 内波尾迹仿真方法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・146
6．1．2 离散内波层的波动・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・147
6．1．3 扩散内波层的波动・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・151
6．1．4 内波尾迹波高反演・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・156
6．1．5 内波尾迹仿真结果・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・158
6．2 内波尾迹电磁散射计算・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・160
6．2．1 小斜率近似模型・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・160
6．2．2 内波尾迹对海面电磁散射系数的影响・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・163
6．2．3 内波尾迹的电磁散射分布与SAR 成像・・・・・・・・・・・・・・・・・・172
6．3 本章小节・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・182
参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・183
第7 章 水下运动目标尾迹・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・185
7．1 水下运动目标尾迹流场仿真・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・186
7．1．1 均匀流下的水下运动目标尾迹・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・186
7．1．2 内波尾迹与海水密度分层・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・193
7．1．3 任意分层条件下的水下运动目标尾迹・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・196
7．2 水下运动目标尾迹SAR 成像仿真・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・198
7．2．1 水下运动目标尾迹散射场分布・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・198
7．2．2 水下运动目标尾迹SAR 成像・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・200
7．3 本章小结・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・209
参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・209
第8 章 舰船尾迹检测与特征提取・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・212
8．1 舰船尾迹检测基础・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・212
8．1．1 Radon 变换・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・212
8．1．2 尾迹线性特征增强・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・215
8．1．3 尾迹线性特征检测・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・219
8．2 基于神经网络的尾迹SAR 图像检测・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・222
8．2．1 Faster R-CNN・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・222
8．2．2 样本数据处理・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・224
8．2．3 检测结果与分析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・225
8．3 基于尾迹的舰船参数反演・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・227
8．3．1 基于波幅函数的舰船尺寸反演・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・227
8．3．2 基于尾迹图像的舰船航速估计・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・229
8．3．3 舰船尾迹空间频谱分量分析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・231
8．4 基于尾迹的浮标目标隐蔽优化方法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・235
8．4．1 流场仿真与参数设定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・235
8．4．2 浮标目标的电磁散射特性与SAR 图像・・・・・・・・・・・・・・・・・・237
8．4．3 目标尾迹的可探测性评判标准・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・241
8．4．4 浮标目标的隐蔽优化方法探讨・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・243
8．5 本章小结・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・245
参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・245
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