多种形式的雷达方程推导

文章目录

基本雷达方程的推导(没过接收机,用接收机灵敏度表示)

常规雷达方程的推导(过了接收机,用噪声系数、SNR等表示)

其他雷达方程(主要包含4种):

                  (1)双基地雷达方程

                  (2)搜索雷达方程

                  (3)低脉冲重复频率雷达方程

                  (4)高脉冲重复频率雷达方程

存在干扰时的雷达方程(主要包含2种):             

                  (1)自卫干扰(主瓣干扰)下的雷达方程

                  (2)远距离支援(旁瓣干扰)下的雷达方程

1. 雷达方程

    雷达是依靠目标散射的回波能量来探测目标的。雷达方程定量地描述了作用距离和雷达参数及目标特性之间的关系。研究雷达方程主要有以下作用:

(1)根据雷达参数来估算雷达的作用距离;

(2)根据雷达的威力来估算雷达的发射功率;

(3)分析雷达参数对雷达作用距离的影响,这对雷达系统设计中正确地选择系统参数由重要的指导作用。

1.1 基本雷达方程(没过接收机,用接收机灵敏度表示)

激光雷达(LiDAR)在海洋环境中的应用主要涉及水下地形测绘、水质监测以及海面特征观测等方面。为了适应这些特定的应用场景,科学家们发展了专门针对水中传播特性的方程。 对于激光雷达系统来说,在海洋环境中工作时需要考虑的因素包括但不限于海水的吸收和散射特性、悬浮颗粒物的影响、波浪引起的表面波动效应等。因此,用于描述激光脉冲在海洋介质中传输过程的物理模型会比较复杂。通常情况下,这样的方程推导涉及到以下几个方面: - **辐射传递理论**:这是构建任何类型的光学遥感仪器的基础之一。通过建立一个准确的辐射传递方程(RTE),可以模拟出光源发出的能量如何穿过不同的媒介到达接收端的过程。 对于海洋LiDAR而言,RTE将考虑到光束从空气进入水体后的折射变化,并且要特别处理好由浮游生物和其他溶解物质造成的衰减现象。这可以通过引入适当的参数来调整标准形式下的RTE以更好地匹配实际情况。 - **回波信号建模**:当激光照射到海底或者悬浮物体上之后会产生反射回来的信息即所谓的“回波”。这部分内容的研究重点在于确定哪些因素会影响最终接收到的数据质量及其强度分布规律。 因此可能会用到一些经验公式或者是半解析的方法去近似表示不同深度层面对应回声特点的变化趋势;同时也要结合具体的实验测量数据来进行验证和完善。 - **校正算法开发**:因为实际操作过程中不可避免地会出现各种干扰源导致误差累积的问题,所以还需要设计有效的补偿机制确保输出结果尽可能接近真实值。 比如说利用同步采集得到的其他辅助信息(像温度盐度剖面图之类)帮助消除某些已知偏差项带来的影响;又或是借助机器学习手段自动识别异常点并加以修正。 综上所述,虽然没有直接给出完整的数学表达式,但在研究激光雷达应用于海洋探测领域时确实存在一系列严谨科学的方法论指导着人们不断深入探索未知世界。具体到每一个环节上的定量关系,则往往依赖于研究人员根据各自课题的具体情况选择最合适的工具和技术路线完成相应的理论框架搭建及数值仿真计算等工作。
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