粗糙海面目標電磁散射的研究.pdf

1、隨機粗糙面的電磁散射理論和計算近年來發(fā)展很快，它在雷達探測、遙測遙感，海上營救及通信等領域有著廣泛應用。研究方法主要有近似方法和數(shù)值方法。近似方法主要是基爾霍夫近似和微擾法近似，這種方法公式簡單，計算速度快，但精度較低；數(shù)值方法主要是矩量法、時域有限差分法及各種快速算法，其精度高，仿真結(jié)果能更準確地反映實際情況。 本文比較了描述海面的幾種常見的海譜，給出了求解海譜參數(shù)的方法。研究了海面模擬的統(tǒng)計模型和分形模型，并利用：Monte

2、 Carlo方法模擬了高斯譜海面和P-M 譜海面；利用帶限Weierstrass分形函數(shù)建立不同分維的粗糙海面。采用時域有限差分方法和改進的單軸各向異性完全匹配層，計算了海面上雷達目標的電磁散射，為海面雷達目標的散射特性分析提供了參考。 在邊界條件設置上，本文舍棄了傳統(tǒng)的Mur吸收邊界和Berenger提出的完全匹配層(PML)吸收邊界條件，采用一種改進的單軸各向異性材料完全匹配層(UPML)，大大提高了匹配層的吸波性能。通過對

3、電場、電位移矢量、磁場、磁通密度矢量進行歸一化，引入D-B迭代替代傳統(tǒng)的E-H迭代方法，并利用Z變換技術(shù)，在保證計算精度的基礎上簡化了計算。文中利用該方法分析了波源的輻射和無限長導體方柱的散射并與傳統(tǒng)矩量法(MOM)比較，驗證了改進吸收邊界的效果。給出改進方法在二維、三維散射中的應用。數(shù)值結(jié)果驗證了改進算法的有效性。 最后利用FDTD方法分析了海平面的散射，并與采用高斯譜和P-M譜函數(shù)模擬的隨機粗糙海面及利用帶限 Weierst