本发明涉及海杂波测量，具体是涉及一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统。
背景技术：
1、在海上雷达应用中，海杂波是目标探测的严重干扰，海杂波是一种由于海面波浪反射和散射雷达波而产生的干扰信号，它会掩盖或混淆雷达对真实目标的检测，在不同海况下，海杂波的特性会有所不同，例如风速、波浪高度、海面粗糙度等因素都会影响海杂波的强度和频谱特性，此外，不同的极化方式，如水平极化和垂直极化也会影响海杂波的特性，因此，获取和分析不同海况和极化条件下的海杂波数据是进行杂波特性分析和建模的关键步骤，这些数据不仅可以用于理解海杂波的行为，还可以用于开发和优化杂波抑制算法，这些算法有助于在复杂的海上环境中提高目标的检测、跟踪和识别的能力。
2、当前海杂波数据主要来自星载和机载合成孔径雷达系统，但大多集中在入射角大于30°的数据，因小入射角的军事敏感性，公开数据稀缺，现有近景海杂波测量雷达虽能提供高分辨率数据，但多采用单波段和单极化方式，限制了数据的建模和应用，此外，较大的入射角导致反射信号偏差，降低测量精度和数据质量，缺乏多角度获取手段亟须改进。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，提供一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，本技术方案解决了上述的问题。
2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，雷达系统包括：
4、参数设置模块：通过无线网络连接上位机，在控制界面选择工作频段，设置极化方式，输入预设的俯仰角和方位角，确认设置并发送给伺服系统；
5、伺服系统操作模块：伺服系统操作模块与参数设置模块电性连接，所述伺服系统操作模块用于启动伺服系统，使天线开始在设定的角度范围内摆动，实时监控角度变化；
6、信号发射模块：信号发射模块与伺服系统操作模块和参数设置模块电性连接，所述信号发射模块用于发射系统生成指定频段的信号，设置发射功率与频率，通过喇叭天线发送雷达信号至海面，启动信号发射模块；
7、回波接收模块：回波接收模块与信号发射模块、伺服系统操作模块和参数设置模块电性连接，所述回波接收模块接收系统实时监测并捕获从海面反射回来的回波信号；
8、数据处理模块：数据处理模块与回波接收模块与信号发射模块、伺服系统操作模块和参数设置模块电性连接，所述数据处理模块用于利用快速傅里叶变换对捕获的信号进行频域分析，提取频谱特征，进行逆傅里叶变换，将频域数据转换为时域信号，分析回波特征；
9、同步信息获取模块：同步信息获取模块与数据处理模块、回波接收模块与信号发射模块、伺服系统操作模块和参数设置模块电性连接，所述同步信息获取模块用于同步启动光学摄像头，开始拍摄当前海面影像，收集实时气象数据，与回波数据关联存储；
10、优选地，所述参数设置模块具体包括：
11、无线网络连接单元：启动系统内置的无线适配器，确保其处于可连接状态，执行网络扫描以识别可用的无线网络，输入上位机的网络信息，建立连接，验证连接状态，确保与上位机的通信正常；
12、控制界面选择单元：打开控制软件，加载参数设置界面，在下拉菜单中选择工作频段，显示频段信息；
13、极化方式设置单元：在界面中选择极化方式，所述极化方式包括hh、hv、vh与vv；
14、角度输入单元：输入预设的俯仰角，范围设定到0°至90°；
15、方位角输入单元：输入预设的方位角，范围设定到-90°至90°；
16、设置确认单元：显示当前设置的频段、极化方式、俯仰角和方位角，确保用户确认，提供“确认设置”按钮，用户点击后进行下一步；
17、发送指令单元：根据用户的设置构建相应的指令格式，包括频段、极化方式、俯仰角和方位角；
18、发送指令单元：通过无线网络将指令发送至伺服系统，接收伺服系统的反馈信息。
19、优选地，所述伺服系统操作模块具体包括：
20、启动控制单元：启动按钮，激活伺服系统，向伺服系统发送启动指令，初始化系统状态；
21、角度控制单元：接收来自参数设置模块的俯仰角和方位角数据，根据设定的目标角度生成伺服电机的运动指令，控制天线的移动；
22、运动监控单元：通过传感器实时监控天线的当前角度，定期采集角度变化数据，并与设定目标进行比较；
23、状态显示单元：在控制界面上显示当前角度、目标角度与运动状态的信息，如超出设定角度范围与伺服系统故障，发出警报；
24、运动控制单元：应用pid控制算法精确调节伺服电机的运动，确保天线平稳摆动；
25、数据记录单元：实时记录角度变化数据，将历史运行数据存储在数据库中；
26、停止控制单元：提供停止按钮，用户可随时中断天线运动，向伺服系统发送停止指令。
27、优选地，所述信号发射模块具体包括：
28、信号生成单元：生成指定频段的信号频率，将信号调制发射格式；
29、功率设置单元：设置和调整信号的发射功率，确保信号强度符合需求；
30、发射控制单元：接收来自伺服系统操作模块的启动指令，控制信号发射的开始与停止，显示发射状态；
31、天线接口单元：通过接口将信号发送至喇叭天线，监控发射信号的频率和功率；
32、数据记录单元：记录发射频率、功率和状态信息。
33、优选地，所述回波接收模块具体包括：
34、信号接收单元：用于接收从海面反射回来的回波信号；
35、信号处理单元：对接收到的微弱回波信号进行放大，使用滤波器去除噪声；数据采集单元：使用模数转换器将模拟回波信号转换为数字信号；
36、数据接口单元：将处理后的回波数据发送至信号发射模块和伺服系统操作模块。
37、优选地，所述数据处理模块包括：
38、信号接收单元：从回波接收模块接收捕获的回波信号数据；
39、频域分析单元：对接收到的信号进行频域分析，提取频谱特征；
40、雷达计算单元：计算雷达波束宽度以及雷达回波功率；
41、特征提取单元：从频域数据中提取特征，包括幅度谱与相位谱；
42、逆变换单元：使用逆傅里叶变换，将频域数据转换为时域信号；
43、数据存储单元：存储频域和时域信号数据，提供可视化界面，展示频谱特征。
44、优选地，雷达波束宽度的计算公式如下：
45、
46、式中，表示雷达波束宽度，表示雷达发射电磁波的波长，表示雷达天线的直径；
47、雷达回波功率的计算公式如下：
48、
49、式中，表示雷达接收到的回波功率，表示雷达发射功率，表示发射天线的增益，表示接收天线的有效孔径面积，表示目标的雷达散射截面积，表示目标与雷达之间的距离；
50、该雷达系统以步进扫频模式工作，距离分辨率的计算公式如下：
51、
52、式中，c为光速，n为频点个数，为步进频率间隔。
53、优选地，该系统获取的回波数据为频域数据，利用逆傅里叶变换可将其转换到时域，逆傅里叶变换公式如下：
54、
55、式中，式中，表示角频率，表示时间，表示信号的傅里叶变换，为微分符号。
56、优选地，所述同步信息获取模块具体包括：
57、光学摄像头控制单元：控制光学摄像头的启动和拍摄，确保与回波信号同步；
58、实时气象数据收集单元：收集当前的气象数据，包括温度、湿度与风速；
59、数据关联存储单元：将实时气象数据与回波数据进行关联存储；
60、时间同步单元：确保摄像头拍摄和回波接收的时间戳一致；
61、用户界面单元：提供实时监控界面，展示摄像头拍摄和气象数据。
62、优选地，所述光学摄像头控制单元具体包括：
63、配置摄像头参数，接收来自同步信息获取模块的启动信号；
64、检查回波信号的状态，启动光学摄像头，准备拍摄；
65、根据回波信号的到达时刻，触发摄像头拍摄，确保时间同步；
66、捕获当前海面影像，并进行实时存储，将捕获的图像数据发送至数据处理模块。
67、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
68、本发明提出垂直观测，挂载在石油或舰船平台下方，垂直面向海面，进行海杂波观测，区别于传统斜视雷达，采用双组并联喇叭天线，在x/ku波段发射和接收h极化或v极化信号，以小入射角发射射频信号，支持-90°至0°的角度观测及360°圆周扫描，可进行固定角度和全方向的小入射角海面回波观测，设计适用于恶劣海洋环境，远程控制系统提高安全性，简化操作和数据管理。
1.一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，其特征在于，雷达系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，其特征在于，所述参数设置模块具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，其特征在于，所述伺服系统操作模块具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，其特征在于，所述信号发射模块具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，其特征在于，所述回波接收模块具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：
7.根据权利要求6所述的一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，其特征在于：
8.该系统获取的回波数据为频域数据，利用逆傅里叶变换可将其转换到时域，逆傅里叶变换公式如下：
9.根据权利要求1所述的一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，其特征在于，所述同步信息获取模块具体包括：
10.根据权利要求9所述的一种双波段全极化小入射角海杂波测量雷达系统，其特征在于，所述光学摄像头控制单元具体包括：
