一种粗糙海面电磁波传播监测方法及系统与流程

本发明属于粗糙海面电磁波监测的，更具体地，涉及一种粗糙海面电磁波传播监测方法及系统。

背景技术：

1、粗糙海面上的电磁波传播监测方法通常涉及到雷达技术和遥感技术。

2、粗糙海面上的电磁波传播监测是一个涉及海洋科学、通信技术和气象学等多个领域的复杂问题。这种监测通常涉及到射频信号（如雷达、通信信号等）在海面上的传播和反射特性。以下是一些关于粗糙海面电磁波传播监测的现状和相关技术：

3、雷达技术：雷达系统是监测粗糙海面的一种重要工具。通过发送射频脉冲并测量其返回时间和频谱，可以获取有关海面粗糙度、波高、风速等信息。这些数据对于气象预测、海洋状况监测和海上通信至关重要。

4、sar（合成孔径雷达）：sar是一种主动雷达技术，它通过发送微波信号并接收反射回来的信号来生成高分辨率的地表图像。在海面监测中，sar可以用于检测粗糙海面的特征，例如海浪、风暴潮和海洋溢油等。

5、气象卫星：卫星系统可以提供全球范围内的海洋和大气观测数据。这些数据对于了解海洋状况以及预测风暴和海浪等现象非常有价值。多普勒雷达和微波辐射计等仪器可以在卫星上使用，以监测海面粗糙度。

6、但是现有技术中只凭借雷达技术和遥感技术，并不能对粗糙海面上的电磁波传播进行精准监测，由于监测数据误差太大，导致监测数据的可用度很低。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提出一种粗糙海面电磁波传播监测方法，包括：

2、获取风速、电磁波的频率、波浪高度和电磁波的海面反射信号的标准差，计算海面的粗糙度，设置粗糙海平面电磁波第一监测模型，并结合入射电磁波的场强度，计算电磁波在传播距离d处的电磁波场强度；

3、根据所述海面的粗糙度，计算在空间坐标处时间t时电磁波的反射强度，并且获取入射电磁波的振幅和散射电磁波的相位，计算在空间坐标处时间t时电磁波的散射场强度，设置粗糙海平面电磁波第二监测模型，并结合电磁波的反射强度和电磁波的散射场强度，计算在空间坐标处时间t时电磁波的场强度；

4、将所述粗糙海平面电磁波第一监测模型和所述粗糙海平面电磁波第二监测模型的计算结果相结合，从而完成粗糙海面电磁波传播监测。

5、进一步的，所述粗糙海平面电磁波第一监测模型包括：

6、，

7、其中，为电磁波在传播距离d处的电磁波场强度，为入射电磁波的场强度，为与海面粗糙度有关的传播系数，h为海面的粗糙度，为与大气条件有关的传播系数，为反射系数，为散射系数。

8、进一步的，计算所述海面的粗糙度h包括：

9、，

10、其中，为电磁波的海面反射信号的标准差，为重力加速度，为风速系数，为风速，为电磁波的频率系数，为电磁波的频率，为波浪高度系数，为波浪高度。

11、进一步的，所述粗糙海平面电磁波第二监测模型包括：

12、，

13、其中，为在空间坐标处时间t时电磁波的场强度，a为电磁波的振幅，k为电磁波的波数，w为角频率，为相位，为在空间坐标处时间t时电磁波的反射强度，为在空间坐标处时间t时电磁波的散射场强度。

14、进一步的，计算所述在空间坐标处时间t时电磁波的反射强度包括：

15、，

16、其中，为入射电磁波的反射系数，h为海面的粗糙度。

17、进一步的，计算所述在空间坐标处时间t时电磁波的散射场强度包括：

18、，

19、其中，为入射电磁波的振幅，为散射电磁波的相位。

20、进一步的，通过雷达或激光测距设备测量电磁波的海面反射信号的标准差。

21、本发明还提出一种粗糙海面电磁波传播监测系统，包括：

22、设置第一监测模型模块，用于获取风速、电磁波的频率、波浪高度和电磁波的海面反射信号的标准差，计算海面的粗糙度，设置粗糙海平面电磁波第一监测模型，并结合入射电磁波的场强度，计算电磁波在传播距离d处的电磁波场强度；

23、设置第二监测模型模块，用于根据所述海面的粗糙度，计算在空间坐标处时间t时电磁波的反射强度，并且获取入射电磁波的振幅和散射电磁波的相位，计算在空间坐标处时间t时电磁波的散射场强度，设置粗糙海平面电磁波第二监测模型，并结合电磁波的反射强度和电磁波的散射场强度，计算在空间坐标处时间t时电磁波的场强度；

24、监测模块，用于将所述粗糙海平面电磁波第一监测模型和所述粗糙海平面电磁波第二监测模型的计算结果相结合，从而完成粗糙海面电磁波传播监测。

25、进一步的，所述粗糙海平面电磁波第一监测模型包括：

26、，

27、其中，为电磁波在传播距离d处的电磁波场强度，为入射电磁波的场强度，为与海面粗糙度有关的传播系数，h为海面的粗糙度，为与大气条件有关的传播系数，为反射系数，为散射系数。

28、通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

29、本发明获取风速、电磁波的频率、波浪高度和电磁波的海面反射信号的标准差，计算海面的粗糙度，设置粗糙海平面电磁波第一监测模型，并结合入射电磁波的场强度，计算电磁波在传播距离d处的电磁波场强度；根据所述海面的粗糙度，计算在空间坐标处时间t时电磁波的反射强度，并且获取入射电磁波的振幅和散射电磁波的相位，计算在空间坐标处时间t时电磁波的散射场强度，设置粗糙海平面电磁波第二监测模型，并结合电磁波的反射强度和电磁波的散射场强度，计算在空间坐标处时间t时电磁波的场强度；将所述粗糙海平面电磁波第一监测模型和所述粗糙海平面电磁波第二监测模型的计算结果相结合，从而完成粗糙海面电磁波传播监测。本发明通过以上技术方案能够对粗糙海面电磁波传播进行精准监测。

技术特征：

1.一种粗糙海面电磁波传播监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种粗糙海面电磁波传播监测方法，其特征在于，所述粗糙海平面电磁波第一监测模型包括：

3.如权利要求2所述的一种粗糙海面电磁波传播监测方法，其特征在于，计算所述海面的粗糙度h包括：

4.如权利要求1所述的一种粗糙海面电磁波传播监测方法，其特征在于，所述粗糙海平面电磁波第二监测模型包括：

5.如权利要求4所述的一种粗糙海面电磁波传播监测方法，其特征在于，计算所述在空间坐标处时间t时电磁波的反射强度包括：

6.如权利要求4所述的一种粗糙海面电磁波传播监测方法，其特征在于，计算所述在空间坐标处时间t时电磁波的散射场强度包括：

7.如权利要求3所述的一种粗糙海面电磁波传播监测方法，其特征在于，通过雷达或激光测距设备测量电磁波的海面反射信号的标准差。

8.一种粗糙海面电磁波传播监测系统，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的一种粗糙海面电磁波传播监测系统，其特征在于，所述粗糙海平面电磁波第一监测模型包括：

技术总结
本发明公开一种粗糙海面电磁波传播监测方法及系统，该方法包括：获取风速、电磁波的频率、波浪高度和电磁波的海面反射信号的标准差，计算海面的粗糙度，设置粗糙海平面电磁波第一监测模型，计算电磁波在传播距离d处的电磁波场强度；根据海面的粗糙度，计算在空间坐标（x,y）处时间t时电磁波的反射强度，并且获取入射电磁波的振幅和散射电磁波的相位，计算在空间坐标（x,y）处时间t时电磁波的散射场强度，设置粗糙海平面电磁波第二监测模型，计算在空间坐标（x,y）处时间t时电磁波的场强度。

技术研发人员：许亚海,朱强华,李意全,郭焰鹏,刘方义,刘奎,张冲
受保护的技术使用者：宁波麦思捷科技有限公司武汉分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16