复杂的二维海面电磁散射模型

根据描述海面几何特性的Weierstrass分形甬数模型,结合海水的介电特性.建立了复杂的二维海面电磁散射模型.该模型中,在传统的分形模型基础之上,将海水的介电常数看做海水盐度和温度的函数,推导出了海面的后向散射系数在入射波处于水平和垂直 2种极化状态下的表达式.然后.在不同的频段下对海水的介电常数进行了分类讨论,得到了其在 3个不同频段里的近似表达式.有助于实际电磁散射计算中的简化.最后,将模型的计算结果与传统的DV模型和测试的结果做了比较,发现该模型的结果比传统的DV模型的更接近于测试结果,误差仅约2 dB左右.因此,利用这一模型.可以得到较为全面而准确的海面散射系数.     

动态海面的分形模拟及其电磁散射

文中从海面的功率谱出发,建立了海面的Ｗｅｉｅｒｓｔｒａｓｓ分形函数模型;导出了此模型在Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ散射模式下散射系数的闭合解析表达式;利用该表达式用计算机模拟计算了粗糙海面的电磁散射回波,并用数盒子法提取了其分维数,得到了散射波的分维数与海面参数,雷达系统参数之间的定量关系。     

二维分形表面电磁散射特性

为深入研究电磁波、光波探测信号与不规则背景表面之间的相互作用机理及物理本质,以便给雷达目标探测、不规则材料表面的探测与遥感提供必要的散射模型,对具有分形维度的二维粗糙表面采用带限Weierstrass函数进行建模,推导了基于基尔霍夫近似理论的二维粗糙面散射场,在HH极化条件下,给出了该分形面的电磁平均散射系数和平均强度系数,通过理论分析和数值计算讨论了粗糙面散射特性与谐波数、入射波波长、面分维等其他参量之间的关系.结果表明,随着分维和谐波数的增大,除镜向反射以外,散射强度的幅值及其旁瓣分量是增大的.为基于表面散射强度重构粗糙面的相关统计参数提供数据.     

海面与其上方二维目标的复合电磁散射

提出了一种求解一维海面与其上方二维目标复合电磁散射场的混合方法,在矩量法的基础上利用迭代加速度算法求解单纯海面的表面Kirchhoff电流及电磁散射场,再应用矩量法(MOM)求解二维目标的表面电流及散射场．根据得到的表面电流及散射场,结合互易性定理求解了二维柱体同海面之间的二次耦合散射场．该混合方法仅在目标上应用MOM,所产生的矩阵维数远远小于用经典MOM计算该复合散射问题所产生的矩阵,减少了计算量．数值结果同经典MOM方法结果比较,验证了其准确性,并且计算时间仅为MOM法的12％左右．     

任意极化平面波斜入射柱体电磁散射分析

根据椭圆极化平面波的极化角与椭圆率角,通过极化分解的方法分析推导出两个正交的电磁场分量,得到两分量的相位差以及复振幅比。在柱坐标系下利用波函数展开分别分析了两个正交分量对圆柱体的散射场分量,最后进行矢量叠加得到总散射场。采用Matlab编程计算了单根圆柱体在不同极化平面波、不同斜入射角度下的散射场,并与基于严格矩量法的仿真软件FEKO结果进行比较。结果表明,随着椭圆率角的增加,斜入射角度的减少,导体圆柱前后向散射场复振幅比值减小,该算法与矩量法计算结果相比吻合良好,并且大大节约了计算内存与计算时间。     

二维分形粗糙面电磁散射回波的幅值分布特征

讨论了一种二维Ｗｅｉｅｒｓｔｒａｓｓ分形函数在Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ近似下的电磁散射回波的幅值分布特征。结果表明明,这种分形函数电磁散射回波的幅值分布,在其均方根非常小时以Ｒａｙｌｅｉｇｈ分布为界,当其均方根较大时服从Ｋ－分布,且其形状参数随均方根的增大而减小。     

联合属性散射中心的极化目标重构新方法

传统极化目标分解方法将各个像素的散射机理分解为基本散射机理类型的线性加权和,难以反映部件整体结构的极化信息;对于低信噪比的人造复杂目标,直接分解难以反映目标真实的散射特性．通过引入全极化的属性散射中心模型,将目标信号分解为若干典型散射中心的组合以保留结构的整体性;联合极化对属性散射中心进行特征参数提取以降低噪声影响．提出了一种联合属性散射中心的极化目标重构新方法,该算法能很好地从低信噪比的极化数据中对目标信号进行恢复并保持目标典型结构的整体性,有效增强了极化图像的可视性．     

多小波分析二维电磁散射

文中介绍了多小波概念，利用Ａｌｐｅｒｔ给出的二阶多小波函数结合低阶Ｌｅｇｅｎｄｒｅ多项式作基函数，求解二维导体的电磁散射．结果表明多小波基能够有效地克服边界效应，具有自适应特征．在分辨率取λ／８时，导出阻抗矩阵稀疏率为４０％左右，导体表面感应电流数值解精度损失很小．     

分数布朗表面的电磁散射

讨论了理想导电的一维分数布朗表面的电磁散射问题,给出了散射系数均值和协方差的基尔霍夫解．通过数值计算得出散射能量的角分布图,分析了它们与分形维数和表面起伏的关系．     

用极化理论分析锥体的后向散射场

在一致性几何绕射理论基础上，采用等效电流的方法给出了有限锥体在完全极化平面波照射下后向散射场的散射极化矩表示式。通过能量散射矩阵得出最佳散射的极化条件。由米勒矩阵分析了相差的密度函数，并得各自相应的数值结果。     

具有纹理特征的二维高斯粗糙面单双站极化散射

提出了具有纹理特征的二维高斯粗糙面并研究了其极化散射特性.发现将高斯粗糙面在两个方向上的相关长度的比值取到足够大,能从粗糙面上直观地观察到纹理特征,并且可以利用傅里叶变换中的角度旋转得到任意的纹理走向.通过粗糙面的小面元积分,推导出椭圆极化入射时笛卡尔坐标系下的散射场,并得到了不同纹理特征高斯粗糙面的极化雷达散射截面.数值结果显示了入射角、纹理角、相关长度以及高度起伏均方根对于纹理粗糙面极化散射特性的影响.     

分形粗糙面单站散射的遮蔽效应研究

利用粗糙面电磁散射中的基尔霍夫近似，结合粗糙面遮蔽效应和分形粗糙面特征函数的计算，导出了考虑遮蔽效应情况下导体分形粗糙面单站散射截面近似公式．比较了高斯粗糙面和分形粗糙面的散射截面分布情况，分析了粗糙面不同均方根斜率对遮蔽效应的影响．研究了不同分维和不同空间基频情况下分形粗糙面后向散射截面的角分布情况．     

分形粗糙面散射的基尔霍夫解

讨论了理想导电分形表面的电磁波散射机理，给出了该分形表面电磁散射的基尔霍夫解．最后，在基尔霍夫约束条件下通过计算散射方向图得到了能量角分布与表面分形特性的关系．     

粗糙海面与上方多目标瞬态电磁散射混合算法

为了提高时域算法的计算效率,提出了求解一维导体粗糙海面与其上方多目标复合电磁散射的时域混合算法．该算法将时域积分方程与时域基尔霍夫近似算法相结合,多目标散射以及目标之间的耦合散射通过时域积分方程精确求解,粗糙海面瞬态散射采用时域基尔霍夫算法近似求解．考虑到目标与粗糙面之间的耦合作用,建立了求解粗糙海面与其上方多目标复合瞬态散射的矩阵方程．通过与传统时域积分方程方法比较,表明混合算法既能保证数值结果精度,又能大大提高数值计算效率．     

激光在海水界面上的传输特性分析

利用海-空界面的数学模型,对海面激光束的漂移和扩散作用进行分析.水下激光通信系统的光学信道是由大气、空-海界面和海-空界面以及海水组成;激光由海-空界面和空-海界面分别进行上下行传输.由于上下行信道的传输特性并非是简单可逆的,必须从两个不同的方面来分析激光在海水界面上的传输问题.通常海水界面不是平静的水平面,容易受到风力或其他外力的影响,产生随机起伏,降低接收光功率,由此提高了对接收机的要求.光在不同介质中的传播特性不同,大气和海水折射率的差别是影响激光传输的决定性因素.通过激光在空-海界面上的传输情况,建立海水→大气界面的数学模型,着重在理论上分析激光束在上行信道上通过海面的扩散和漂移规律.