海上风电机雷达回波及其微多普勒特征

来源：电子测量技术杂志2023年第11期北京时间：

作者：尚智宇，唐波，张龙斌，谢黄海，李逸峰

单位：三峡大学电气与新能源学院 宜昌 443002

摘要：精确模拟海上风电机雷达回波并提取其微多普勒特征，是解决海上风电场对邻近雷达台站无源干扰的关键问题。由于现有算法将风电机所处的海面背景直接以平面良导体等效而过于简单，且传统的等间距散射点模型无法表征风电机叶片的三维异形曲面特征。为此，在回波求解时引入粗糙海面前向复反射系数，同时结合风电机的三维散射点等效模型，提出了基于时域回波电场的海上风电机雷达回波数值模拟算法。根据矩量法中RWG函数离散电场方程的思想，建立风电机三维散射点等效模型。考虑到电磁波作用在海面时的畸变效应，利用粗糙海面前向复反射系数推导出了时域回波电场求解公式，并获取了海上风电机雷达回波的模拟结果。最后，将风电机海面背景下的回波微多普勒特征与自由空间下的进行对比，证明海面背景不可忽略。进一步采用控制单一变量的方法分析了微多普勒频移的海况响应特性，即浪高的均方根与多普勒频移呈负相关。这也为后续海上风电机回波的识别与滤除提供理论参考。

关键词：无源干扰;海上风电机;三维散射点;粗糙海面前向复反射系数;回波模拟;微多普勒特征

基金资助：国家自然科学基金(51977121)、清华大学国家重点实验室开放基金（SKLD21KZ03）项目资助