大地土壤表面与浅埋多目标宽带复合电磁散射研究

为了满足浅埋于粗糙面下方多目标测量和检测的需要,采用土水混合物介电常数的Topp方程模型表示大地土壤的介电特性,应用指数型分布粗糙面和Monte Carlo方法模拟大地土壤表面,运用时域有限差分方法研究大地土壤表面与浅埋多目标的宽带复合电磁散射,得出了复合散射系数的频率响应曲线.结果表明,复合散射系数随频率振荡地变化;随土壤表面均方根、土壤含水率、目标截面高度和间距的增大而增大,随目标截面宽度的增大而减小;随电磁波入射角的变化较大且较为复杂;随土壤表面相关长度、目标埋藏深度、目标介电参数的变化较小但较为复杂.与其他数值计算方法相比较,采用时域有限差分方法既可获得较高的准确性,同时又可减少计算时间和内存占用量,而且可以计算地、海粗糙面与附近任意多目标的宽带复合散射.

粗糙地面与下方双同轴电缆宽带电磁散射研究

为避免将传统的频域方法直接用于复合模型瞬态场求解时面临计算量大的问题,运用时域有限差分(FDTD)方法计算了粗糙地面与下方同轴电缆复合电磁散射,其中,照射波选用平面微分高斯脉冲,粗糙土壤地面由Monte Carlo方法结合高斯功率谱密度来构建。通过FDTD近场迭代、近⁃远场外推、傅里叶变换、归一化散射截面计算得到了后向复合散射系数随入射波频率变化的曲线,分析了粗糙面几何统计参数、电缆参数、介质本构参数对散射系数的影响规律,获得了粗糙地面与下方同轴电缆较完整的宽带电磁散射特性,这些数值结果对粗糙背景下电缆的无损检测技术的发展具有重要意义。