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随机粗糙面电磁散射解析模型研究

发布时间:2021-08-18 14:13
  随机粗糙面的电磁散射理论在微波遥感领域起着举足轻重的作用,在遥感实践和目标的检测中有十分重要的地位。对陆地等实际表面的遥感中,雷达的入射波与表面发生复杂交互作用,产生各个方向的散射波,这些散射波中包括陆地海洋表面中了各种类型的地表信息。根据接收端雷达接收到的系数,可以反演出土壤含水量、农作物成分等参数,用于环境勘查、海陆目标检测等。粗糙面的电磁波散射是一个有多种参量参与其中的复杂过程,因而研究以陆地和海洋表面为代表的粗糙面的电磁波散射特性具备十分重要的理论意义。本文主要研究常见二维随机粗糙面的电磁波散射模型的解析方法。介绍了基尔霍夫近似(KA)、积分方程模型(IEM)等经典散射模型以及基于IEM的改进积分方程模型(AIEM)和扩展改进积分方程模型(EAIEM)。针对EAIEM模型,提出了基于两种局部入射角近似方法、以粗糙面参数以及入射波特性作为度量的反射系数过渡模型;针对较复杂的指数谱型粗糙面,引入带限指数功率谱密度来解决无法求导的问题;由泰勒近似得到了误差函数的二阶近似,分别针对由基尔霍夫项和补充项交互得到的交叉项、补充项,在原解析模型的基础上增加若干由二阶近似得到的误差函数附加项。... 

【文章来源】:浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:69 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

随机粗糙面电磁散射解析模型研究


图2.1经典粗糙面散射解析模型的适用范围??

波散射,粗糙面,入射,局部坐标系


'丨X'??图2.2粗链面的局部坐标系表不??首先来了解粗糙面的波散射问题的一般形式,如图2.2所示,假设一束平面波入射到??介电粗糙面上,其电场和磁场可以分别写作:??£■=》£〇?exp?(2.1)??分=丄(xF?(2.?2)??其中7?=?;力是单位极化向量,&是入射电场波的幅度分别为上、下层介质??的固有阻抗。入射和散射方向上的单位向量以及位置向量分别定义如下:??r?=?xx+?zz?(2.?3)??k.?=?kk(?=?xkix?+?ykiy?+?zki2?(2.4a)??klx?=?ks\ndl?cos^?,?kiy?=?ks\ndi?sin^.,?ki:?=?k?cosdt?(2.4b)??ks?=?kks?=?ik5X?+?yk5y?+?zks:?(2.5a)??ksx?=?ksinGscos?也,?ksv?=?k?s\n?0s?s\n?(^s,?ks:?=?k?cos?<9?(2.5b)??对于线水平极化和线垂直极化的电磁波来说,入射波和散射波的极化向量分别定义为:??hi?=?-xsin?(f)i?H-?y?cos?(2.?6a)??7??

粗糙面,介质,辐射场,随机粗糙表面


学位论文?粗糙面散射的解场会相互抵消;然而由于随机粗糙表面的起伏不定,当在后向散射或者表很小的情况下IEM的近似处理是更为有效的。现实情况下上述的假设是这样会导致最后的模型仿真结果与实际散射值有较大偏差。因此在AIEM林函数及其梯度中的所有项。如图2.?3中所示,通过上层介质传播的辐射场系数可以表示为/^,通过下层介质传播的辐射场产生的补充散射场C^,而根据辐射场的方向,上行成分可以分为Gw+,下行成分可IEM中/^的计算公式为:??Fijp?=?8^2[q?X?ks???{h?xE^?+?uq-?{h?x?Hp)c]{D\?/?E1)?(2


本文编号:3350038

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