指数型分布粗糙地面宽带后向电磁散射的FDTD研究

采用蒙特卡罗方法模拟生成指数型分布粗糙地面,运用时域有限差分方法(FDTD)研究了高斯脉冲波入射时粗糙地面的宽带电磁散射问题。通过数值计算得到不同频率响应对应的后向散射系数,分析了粗糙地面相关长度、高度起伏均方根、土壤湿度和入射角的变化对后向散射系数的影响,得到了指数型分布粗糙地面的宽带后向电磁散射特性。     

随机粗糙地面的宽带电磁散射研究

利用指数型随机粗糙面模拟实际的粗糙地面,运用时域有限差分法研究了微分高斯脉冲波照射时粗糙地面的宽带电磁散射问题,得出了后向散射系数的频率响应曲线,计算了后向散射系数随粗糙地面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、入射角等参数的变化情况,并做了详细分析与讨论,得到了指数型粗糙地面的宽带电磁散射特性.     

覆盖雪层土壤面的电磁波透射特征

 采用指数型粗糙面模拟实际的粗糙雪层和土壤表面,运用矩量法(MOM)结合基尔霍夫近似(KA)的混合算法研究了雪层覆盖土壤面的电磁波透射特征.混合算法将雪层表面划分在MoM区,土壤面划分在KA区,数值计算得到了透射系数的角分布曲线,分析了雪层和土壤表面的高度起伏均方根、雪层类型、土壤湿度、雪层厚度对透射系数的影响.结果表明,雪层表面高度起伏均方根、雪层类型、土壤湿度对透射系数有显著影响,而土壤表面高度起伏均方根和雪层厚度对透射系数影响较小.     

一维指数型粗糙土壤表面电磁散射的矩量法研究

运用矩量法研究了锥形波入射一维指数型粗糙土壤表面的电磁散射。通过数值计算得到了散射系数随散射角的变化曲线。讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、入射波频率对散射系数的影响。得出一维指数型土壤表面散射系数的基本特征和随频率变化特征。结果表明,高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、入射波频率对粗糙面散射系数有显著影响。     

高斯型粗糙面光透射的微扰法研究

运用微扰法研究了介质粗糙面的光波透射问题,结合高斯粗糙功率谱导出了不同极化状态下透射系数的数学表达式。数值计算得到了透射系数随透射波的散射系数的变化曲线,讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、介质介电常数、入射波频率对散射系数的影响。得到了透射系数的基本特征和随波长变化特征。     

分形粗糙面与上方导体目标的宽带后向电磁散射研究

采用一维带限Weierstrass分形函数模拟实际粗糙地面,运用时域有限差分法研究了高斯脉冲波入射时粗糙地面与上方二维等边三角形导体目标的宽带后向电磁散射问题,得到了后向复合散射系数随频率的变化曲线.分析了后向复合散射系数随粗糙地面高度起伏均方根、分维数、土壤湿度和三角形边长、倾角、高度的变化情况,得到了分形粗糙地面与上方导体目标复合的宽带后向电磁散射特性.     

雪层覆盖的粗糙地面与导体目标复合电磁散射FDTD研究

运用时域有限差分方法（FDTD）研究了指数型分布的雪层覆盖的粗糙地面与上方矩形截面导体柱的复合电磁散射,计算了复合电磁散射的双站散射系数,得到了复合散射系数随散射角变化的曲线,讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、雪层厚度、土壤湿度以及目标高度、尺寸等参数对复合散射系数的影响,得到了指数型分布分层地面与矩形截面柱复合电磁散射的特性。     

高斯粗糙土壤面电磁散射的矩量法研究

采用一维高斯型粗糙面模拟实际的沙壤土面,运用矩量法研究了其在锥形波入射下的电磁散射,借助数值计算讨论了制约电磁散射系数σ的一些因素(高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、入射波频率),并总结出其随各因素变化的具体规律.     

粗糙面后向散射的基尔霍夫标量近似法研究

实际的粗糙面由高斯型粗糙来模拟,结合高斯型粗糙面的相关系数,依据基尔霍夫标量近似法给出了高斯型粗糙面后向散射系数表达式,通过数值计算得到了后向散射系数随入射角及入射波波长的变化曲线,分析了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、介质介电常数、入射波波长对后向散射系数的影响,得到了较完整的高斯粗糙面后向散射特征.     

粗糙地面与上方多目标的复合电磁散射FDTD研究

采用指数型粗糙面模拟实际的粗糙地面,利用四成分模型模拟土壤介电常数,运用时域有限差分方法研究了一维有耗粗糙地面与上方多目标的复合电磁散射问题.通过数值计算得到了双站复合电磁散射系数随散射角的变化曲线,详细讨论了双站复合散射系数随粗糙地面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、目标参数等的变化规律,得到了一维有耗粗糙地面与上方多目标的复合电磁散射特性.     

一维带限分形Weierstrass地面的宽带电磁散射特性研究

应用微扰法理论并结合一维带限分形Weierstrass功率谱密度推导出了宽带散射系数的计算公式,然后运用微扰法实现了地面宽带电磁散射问题的计算,得到了散射系数随入射波波长的变化曲线。分析了高度起伏均方根、分维数、土壤湿度、温度对散射系数的影响结果。结果表明,高度起伏均方根、分维数、土壤湿度对散射系数的影响明显,而温度对散射系数几乎无影响。     

基于微扰法的指数型粗糙面光散射研究

运用微扰法研究了指数型粗糙面的光散射问题,给出了不同极化情形下散射系数的数学表达式,数值计算得到了双站和单站两种情形下散射系数随散射角变化的曲线,讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度,介质介电常数,入射光波长对散射系数的影响,得出了指数型粗糙面光散射系数的特征,结果表明粗糙面高度起伏均方根、相关长度,介质介电常数,入射光波长对指数型粗糙面光散射系数的影响是比较复杂的。     

沙漠表面电磁散射的矩量法研究

采用一维指数型分布粗糙面模型和Monte Carlo方法模拟实际的沙漠表面,利用土壤介电常数的四成分模型计算沙土的介电常数,运用矩量法研究了沙漠表面的电磁散射特性,数值计算得出了沙漠表面电磁散射系数随散射角和入射波频率的变化曲线,讨论了电磁散射系数随沙漠土壤湿度、沙漠表面高度起伏均方根、相关长度、入射波频率的变化关系,数值计算结果表明,沙土湿度、沙漠表面高度起伏均方根、相关长度、入射波频率对沙漠表面电磁散射系数的影响是比较复杂的.     

分形地面与埋藏目标宽带电磁散射FDTD研究

采用一维带限Weierstrass分形函数模拟实际的粗糙地面,运用时域有限差分法研究了脉冲波入射时分形地面与下方埋藏目标复合模型的宽带电磁散射问题,得出了后向复合散射系数的频率响应曲线.数值计算了后向复合散射系数随分形地面分维数、高度起伏均方根、土壤湿度、目标尺寸、目标倾角、目标埋藏深度等的变化情况,并做了详细分析与讨论,得到了一维带限Weierstrass分形地面与下方埋藏目标复合模型的宽带电磁散射特性.     

土壤散射及其参数反演的研究

本文基于经验模型计算了粗糙地面的后向散射系数,并且考虑了土壤湿度、高度起伏均方根对后向散射系数的影响。通过和实验数据的比较,利用该模型计算的后向散射系数能够很好的和实验数据吻合。最后用粒子群算法对土壤表面的参数进行了反演,得到了比较理想的反演结果。     

粗糙土壤面及其上方目标的复合电磁散射研究

一维指数型粗糙土壤表面采用Monte Carlo方法模拟产生,运用矩量法研究了一维指数型粗糙土壤表面及其上方矩形截面导体柱的复合电磁散射。通过数值计算得到了复合散射系数随散射角的变化曲线。讨论了土壤表面高度起伏均方根、土壤湿度、柱体中心高度、柱体倾角对复合散射系数的影响,得到了一维指数型粗糙土壤表面及其上方矩形截面导体柱的复合电磁散射特征。     

基于矩量法的沙地与下方埋藏圆柱复合散射研究

采用土壤介电常数的四成分模型表示沙土的介电特性,应用高斯型分布粗糙面模型和Monte Carlo方法模拟实际的沙地表面,运用矩量法研究了沙地粗糙面与下方埋藏导体圆柱的复合散射.数值计算得到了复合散射系数随散射角的变化曲线,得出了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、圆柱埋藏深度、圆柱半径、圆柱水平位置及入射波频率对复合散射系数的影响,并分析了原因.结果表明,圆柱的埋藏深度、半径、水平位置、入射波频率等对复合散射系数有明显的影响.     

分层高斯分布介质粗糙面电磁波透射问题的微扰法研究

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,推出了不同极化状态的透射波散射系数公式。采用高斯粗糙面来模拟实际的分层介质粗糙面,结合高斯粗糙面的功率谱,导出了平面波入射高斯分层介质粗糙面的透射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化透射系数随透射波散射角变化的曲线,讨论了底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射波频率对透射系数的影响。数值计算结果表明：底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射波频率对透射系数的影响是非常复杂的。     

基于阻抗级联模型的粗糙矿井巷道传播特性分析

采用生成的随机粗糙面函数模仿矿井的粗糙壁,将井下巷道看作是具有频率色散的有耗传输线,把巷道壁粗糙的影响模拟为具有损耗的阻抗的级联,结合实际矿井环境建立了阻抗级联模型,分析了粗糙度等参数对传播特性的影响。得到以下结论:当粗糙壁均方根高度数值较大时,粗糙面的起伏深度增加,引起的粗糙附加损耗增大。相关长度较小时粗糙面起伏频繁,引起的粗糙附加损耗增大;接收功率减小,而且频率越高,影响越大。     

双频互相干函数及在粗糙面脉冲散射中的应用

基于基尔霍夫近似, 推导了二维随机粗糙面的双频互相干函数的解析表达式. 当粗糙面的曲率半径远大于入射波长时, 由基尔霍夫近似求解粗糙面的散射场. 在考虑窄带脉冲入射条件下, 简化了双频互相干函数的表达式. 数值结果表明粗糙面的高度起伏均方根是主要影响因素, 而相关长度对互相干函数的影响则较小. 最后, 将解析解的结果与蒙特卡罗模拟的结果作了对比, 讨论了解析解的准确性和计算效率.