中文摘要：

成像雷达具有探测海底地形以及内波等海洋中尺度结构的能力，将成为科学研究、国民经济发展以及国家安全的高效保障手段。非均匀流场对海面微波后向散射系数的调制是成像雷达探测海底地形等的基本原理，因而是建立合理的反演模式所必需的前提。目前对于这一机制的认识不足，制约了这项技术的应用。经过二十多年来针对雷达成像机制的理论和实验研究，人们逐渐发现基于驰豫机制假设的弱动力相互作用理论不能解释海底地形和内波的高频（C和X波段）雷达影像。这些研究工作，以及对于海浪高频谱的研究工作都支持这样的推断- - 非均匀流场对于短重力波破碎的调制和破碎加强导致的寄生波的增加是海底地形等在高频雷达影像中成像的关键机制。本课题将对该机制进行定量的理论和实验研究，在此基础上，结合海面微波散射理论，建立描述非均匀流场调制海面高频雷达后向散射系数的水动力电磁模式。本课题研究将为解决高频成像雷达海洋信息反演技术提供必需的理论基础。

结论摘要：

成像雷达具有探测海底地形以及内波等海洋中尺度结构的能力，是科学研究、国民经济发展以及国家安全的高效保障手段。本课题研究非均匀流场对风浪小波的调制机制，这是建立反演模式的前提。本课题在实验室水槽中进行了混合浪波面结构观测实验，利用水面微结构光学测量装置获取波面斜率结构图片，同时利用钽丝测波仪测量波面位移。采用模态分离方法和位相平均方法分析规则长波对不同尺度风浪的调制。研究发现，风浪小波能量密度的最大值出现在规则长波波峰迎风面一侧，并且在迎风面上明显强于背风面；规则波波峰迎风一侧还存在与局地风生短波相伴的方向性较差的寄生波，说明规则波导致的风从水面的流动分离是规则波波峰两侧小波能量不对称的主要成因；被规则波轨道速度场辐聚加强的短重力波破碎的加强是导致辐聚区小波能量密度增大的主要原因。根据上述发现和实验数据，最终获得了对于建立高频雷达反演模式至关重要的寄生波源项经验函数，并在此基础上建立了非均匀流场调制海面散射系数的水动力电磁模式。本课题还对海浪统计理论做了系统改进，提出单个波波参量统计分布和统计关系式以替代原有的局地波参量统计分布和统计关系式。