潜艇作为新型武器在现代战争中发挥着越来越重要的作用,而基于潜艇的侦察和反侦察研究也越来越得到人们的重视。本文在合成孔径雷达应用的背景下,基于潜艇运动产生的内波与尾迹的机理,深入研究了粗糙海面雷达后向散射系数的计算模型以及雷达成像仿真方法,通过计算机仿真,本文分析了不同潜艇工作模式(潜艇下潜深度和航行速度)下的海面尾迹几何形态以及合成孔径雷达成像仿真结果,并以此提出了一种新的潜艇探测技术。本文首先研究了潜艇附近流场和表面波形态,在水动力学的理论基础上,讨论了势流法和粘流法的主要思路,之后根据线性理论,采用N-S(Navier-Stokes equations)方程求解潜艇周围的粘性流动,分别计算出潜艇在单层流体和多层流中运动生成的内界面波和表面波形态,从而计算得到潜艇尾迹模型,这些结果可以为潜艇尾迹的后向散射系数计算提供目标模型。然后,本文根据Write提出的海面微扰理论,分析了粗糙海面后向散射系数的计算方式,基于潜艇造成的尾迹波幅度远大于海面重力波(长波)的现象得出潜艇尾迹后向散射系数的计算模型。实验证明,用这种模型计算得到的雷达后向散射系数值仿真结果与尾迹的实际波形相仿。接着,根据雷达图像中像素之间的特征关系,以及不同的入射角和入射方位,本文基于斑理论模型给出了潜艇尾迹的雷达成像仿真方法。最后,根据星载雷达的特点,本文设计了合适的合成孔径雷达参数,基于Tuck计算的尾迹模型,对Los Angeles级潜艇在不同航速和潜深下的尾迹的雷达图像进行了仿真,并对如何利用这些结果进行潜艇探测进行了分析。