土壤表面与矩形截面柱宽带差值散射场研究

基于地物表面上方雷达目标检测、识别和分类等应用需求,采用指数型分布粗糙面和蒙特卡罗方法模拟土壤表面,用四成分模型表示土壤的介电特性,运用时域有限差分法将差值场散射理论加入到计算模型中,研究了土壤表面与矩形截面柱的宽带复合电磁散射特性,得到了差值雷达散射系数的频率响应曲线,分析了入射角,矩形截面柱倾角、中心距土壤表面的高度、长和宽及尺寸对差值雷达散射系数的影响。计算结果表明,差值雷达散射系数随频率振荡地变化,入射角、矩形截面柱倾角对差值雷达散射系数的大小影响较大且较为复杂;矩形截面柱中心距土壤表面的高度对差值雷达散射系数的大小影响不大,但对频率响应曲线的振荡幅度影响较大,并且随频率的增大而影响减小;矩形截面柱长边长度对于差值雷达散射系数的影响较小,宽边长度对差值雷达散射系数的影响较大且较为复杂,等比例放大矩形截面柱对差值雷达散射系数的影响较大且较为复杂。研究结果可为民用、军用领域工程提供理论依据和实践方法。

微粗糙光学表面与多个镶嵌粒子差值散射场特性

本文基于时域有限差分算法,研究了微粗糙光学表面与多个镶嵌粒子的差值场光散射问题。将光学基片视为微粗糙光学表面,利用蒙特卡洛方法解决了光学表面存在粗糙度的问题,并将差值场散射理论加入到计算模型中,更好地分析了缺陷粒子的散射特性,将计算区域划分成上下两个半空间,建立了微粗糙光学表面与镶嵌多体粒子复合散射模型,并与矩量法计算结果比较验证了理论的有效性。运用此模型分析了入射角、镶嵌粒子尺寸、粒子间距、粒子个数等物性特征对微粗糙光学表面与镶嵌多体粒子差值散射场的影响。实验结果表明:在一定激光入射角下,以相同回波探测角度间距20°对光学表面进行测量能够有效地检测出缺陷粒子。本文结果为光学无损检测、光学薄膜、微纳米结构的光学性能设计等提供了理论依据和技术支持。