基于微扰法指数型粗糙面电磁波透射问题研究

采用指数型粗糙面来模拟实际粗糙面,根据微扰法研究粗糙面下方介质2中的电磁散射,结合指数型粗糙面的自相关函数导出了不同极化状态下指数型粗糙面透射波散射系数的计算公式。通过数值计算得到不同极化状态下指数型粗糙面透射系数随散射角、散射方位角及入射波频率变化的曲线;讨论了粗糙面参数和入射波频率对不同极化状态透射系数的影响;得出指数型粗糙面透射系数的基本特征和随频率变化的特征。结果表明,粗糙面高度起伏均方根、相关长度和入射波频率对指数型粗糙面透射波散射系数有显著影响。这一结果对于遥感、探测等实际的雷达工程问题具有重要的参考价值。

指数型分层介质粗糙面电磁波透射系数的特征

根据瑞利假设,运用微扰法近似,将透射场按平面波展开,对坐标进行傅里叶变换,研究了平面波入射时的透射散射现象,避免了繁琐的推导和证明;采用指数型粗糙面模拟实际的介质粗糙面,结合其功率谱导出了透射系数计算公式。数值计算结果表明:中间介质介电常数的实部越大,透射系数越大,虚部越大,透射系数越小;中间介质厚度越大,透射系数越小;粗糙面均方根越大,透射系数越大;粗糙面相关长度越大,透射系数越大;透射系数随入射波频率振荡地增大。

一维指数型导体粗糙面与其上方矩形截面柱的复合电磁散射研究

采用Monte Carlo方法模拟了一维指数型导体粗糙面,运用矩量法研究了一维指数型导体粗糙面与其上方矩形截面柱的复合电磁散射。通过数值计算得到了复合散射系数随散射角和入射波频率的变化曲线,讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、矩形截面中心距粗糙面的高度、矩形截面长、矩形截面宽、入射波频率对散射系数的影响,得出了一维指数型粗糙面与其上方矩形截面柱的复合电磁散射特征。结果表明,粗糙面高度起伏均方根、相关长度、矩形截面中心距粗糙面的高度、矩形截面长、矩形截面宽、入射波频率对复合散射系数的影响是比较复杂的。

粗糙面电磁波透射特征的矩量法研究

指数型粗糙面由Monte Carlo方法来模拟,运用矩量法(MoM)研究了指数型粗糙面下方介质中的电磁波透射特征。其中,入射波为平面波加高斯窗函数后的Thorsos锥形波。通过计算得到了透射系数随透射波散射角变化的曲线,分析了透射系数与粗糙面高度起伏均方根、相关长度、介质介电常数、入射波频率之间的依赖关系。结果表明粗糙面高度起伏均方根、相关长度、介电常数的实部、入射波频率对透射系数的影响明显,而介电常数的虚部对透射系数的影响较小。

指数型分层介质粗糙面光透射问题的微扰法

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的光透射问题,推出了不同极化状态的透射系数公式。采用指数型粗糙面模拟实际的分层介质粗糙面,结合其功率谱导出了平面波入射时的透射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化情形透射系数随透射光散射角变化的曲线。数值计算结果表明,底层介质介电常量对透射系数几乎没有影响;中间介质介电常量影响透射系数的大小及透射系数角分布曲线;中间介质厚度增大为原来的二倍时,曲线振荡的周期减小为原来的二分之一;粗糙面高度起伏均方根影响透射系数的大小、曲线振荡的振幅;粗糙面高度起伏相关长度既影响透射系数的大小、同时影响曲线的振荡行为;透射系数随入射波长的增大而振荡减小。

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。