雷达海杂波特性之“杂波反射系数” 留言

工作在海洋环境中的雷达，不可避免的要接收到海面的后向散射信号。对于遥感系统来说，接收和处理雷达后向散射信号是主要任务，从而获得海浪、海冰等数据进行海洋研究。

但对于很多其他雷达系统来说，海洋表面的后向散射信号则是“噩梦”，被称为“海杂波”，要想尽办法“对付它”。例如工作在海上的机载雷达，航行在海上的船用雷达，它们都不想要海杂波，会影响它们对小目标的检测，从而以为“漏掉”海面飞行的巡航导弹而被击毁。

在我们的直观感受中，觉得海杂波会和海表面的特性息息相关，比如海浪和风速。很多问题突然浮现，“小浪”还是“巨浪”对海杂波影响大吗，如何表现出来？海浪的大小又是如何来评估的呢，仅仅用浪高就够了吗？对于雷达接收到的海杂波又要用什么样的模型来描述合适呢？用哪些特征量来描述呢？

今后，我们会结合海杂波的理论模型和实测的雷达数据和大家一起来学习。海杂波的理论学习主要参考《海杂波：散射、K分布和雷达性能》，实测数据主要来自《雷达实测数据共享计划，从“雷达对海探测数据”开始》。

今天先来看看简单了解下海杂波的反射系数，杂波反射系数通常用σ0来表示，定义为归一化的海杂波RCS，即平均RCS除以被照射区域的面积。

下图反映的是杂波反射系数相对于雷达入射角的变化关系。在大的入射角情况下，后向散射类似于镜面反射，与表面的粗糙程度成反比。

在中等入射角时，反射系数相对平稳，但低于临界角后，反射系数会急剧变小。除了与雷达入射角有关，上图还反映了反射系数与雷达极化的关系。

海杂波的反射系数是非常复杂的，影响的因素很多，除了和雷达参数有关，显然还和海况息息相关，经验模型经常将反射系数表示成海况的函数，在不同条件和不同模型的情况下，反射系数的值不同。