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《系统工程与电子技术》 2017年07期
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地海交界分区域复合粗糙面建模及电磁散射特性研究

邹高翔  童创明  王童  孙华龙  
【摘要】:研究了地海交界分区域复合粗糙面的建模方法及其电磁散射特性。采用蒙特卡罗方法建立地海交界分区域复合粗糙面模型,采用高斯谱模拟实际地面,采用变浅系数与北海联合海浪计划(joint north sea wave project,JONSWAP)谱结合而成的有限水深海谱模拟实际近海海面,基于分区域复合粗糙面建模理论,运用多种加权反正切函数处理实现了线型、月牙型、峡谷型自然环境。考虑了各介质区域内部的面元耦合以及区域之间和交界处面元的耦合作用,对地海交界分区域复合粗糙面的散射问题,提出了一种基于分区域面元的迭代物理光学法,采用快速远场近似(fast far field approximation,FaFFA)与局部耦合技术加速其迭代过程。对比了陆地粗糙面、海面和地海交界分区域复合粗糙面的电磁散射特性,计算了分区域复合粗糙面的散射系数,并讨论了极化方式、入射角、边界形状、陆地粗糙面的均方根高度、相关长度和近海海面的风速对地海交界分区域复合粗糙面电磁散射特性的影响。基于迭代物理光学法所获取的分区域复合粗糙面总散射场,采用正侧视条带式成像模式,选用距离多普勒算法对不同特点的地海分区域复合粗糙面进行合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像,并讨论了陆地粗糙面与海面各自的相对介电常数对SAR成像的影响。该研究包括了地海交界环境的建模、电磁散射特性的求解及其SAR成像,由仿真结果得到了地海交界分区域复合粗糙面的SAR像特点,对反演地海交界环境的电磁特性以及遥感、探测具有借鉴意义。
【作者单位】空军工程大学防空反导学院;东南大学毫米波国家重点实验室;
【关键词】地海交界 近海海面 分区域复合粗糙面 迭代物理光学法 合成孔径雷达成像
【基金】:国家自然科学基金(61372033)资助课题
【分类号】:TN011
【正文快照】:
0引言随着计算电磁学的高速发展,有关随机粗糙面的电磁散射研究已经成为了一个热门的研究课题,在环境遥感、雷达成像、地质探测、薄膜物理、材料科学、光学和电磁学等领域中都有着广泛的应用[1-5]。真实的自然环境包括平原、山地、丘陵、沙漠、峡谷和海洋。在过去的随机粗糙面

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