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针对分形海面模型的功率谱在空间波数小于基波波数时不能满足正幂率的问题，提出了一种统计模型和归一化带限Weierstrass分形模型相结合的二维海面模型，确定了方向海谱的闭式解。在满足基尔霍夫近似的条件下推导了改进海面模型的散射系数和散射强度系数的闭式解。从仿真结果可知：所得功率谱与PM谱和南海的实测数据都拟合的很好，验证了该模型的正确性，并且海面的分形特性也能在散射信号中得到很好的表现。