土壤表面与置于其上组合目标复合电磁散射特性研究

发布时间：2020-12-20 06:55

　　为了满足置于粗糙面之上组合目标测量和检测的需要,该文分别采用Dobson半经验模型和电介质复介电常数公式表示土壤介电常数的实部和虚部,应用指数型分布粗糙面和Monte Carlo方法模拟实际的土壤表面。通过与矩量法得到的计算结果比较,验证了时域有限差分(FDTD)方法计算粗糙面与目标复合散射问题的有效性,进而运用该方法研究了土壤表面与置于其上组合目标的复合散射,得出了复合散射系数的角分布曲线。结果表明:复合散射系数随散射角振荡地变化,在镜反射方向处发生散射增强效应;土壤表面高度起伏均方根越大,复合散射系数越大;相关长度越大,复合散射系数越小;湿度越大,复合散射系数越小;组合目标尺度、介电常数、入射角对复合散射系数影响比较复杂。该文结果可用于求解地、海粗糙面与置于其上任意目标的复合电磁散射问题,与其它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。 

【文章来源】：电子与信息学报. 2020年11期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

土壤表面与置于其上组合目标复合散射几何示意图

土壤是由空气、水分和固相物质组成的混合物，目前常用的土壤介电模型可分为理论模型、半经验模型和经验模型，在遥感领域应用比较多的0.3～100GHz微波波段中，其中的半经验模型被广泛应用。目前，比较典型的半经验模型主要有Wang模型、Dobson模型和普适折射指数混合介电模型[15–18]，对于Dobson模型而言，它是在1.4～18GHz的实测数据发展起来的，虽然适用频率范围较小，精度也受到一定的限制，但是只需输入土壤容重、土壤质图1土壤表面与置于其上组合目标复合散射几何示意图图2土壤表面与置于其上组合目标复合散射计算的FDTD模型2630电子与信息学报第42卷

嬷校?缑挥薪?刑乇鹚得鳎?入射电磁波的频率取为，入射角，土壤介电常数的实部采用Dobson模型式(2)进行计算，虚部采用式(9)进行计算。FDTD空间网格宽度，时间网格宽度,为真空中光速。土壤表面高低起伏满足指数谱分布规律，取样长度，统计个数为20个。组合目标几何参数,,,,。5.1土壤表面粗糙度参数对复合散射系数的影响σsδl=1.5λεsoil=7.28j0.27图6为复合散射系数随土壤表面高度起伏均方根的变化关系。计算中取土壤表面相关长度，土壤介电常数，目标介图3粗糙面与目标复合散射FDTD,MoM数值仿真结果比较图4FDTD与MoM仿真结果绝对误差分布图5土壤介电常数实部随土壤湿度变化曲线2632电子与信息学报第42卷

【参考文献】：
期刊论文
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[4]稀疏矩阵规范网格结合物理双网格分析介质海面散射特性与试验验证[J]. 苏翔,吴振森,王晓冰,戴飞.  电子与信息学报. 2016(02)
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本文编号：2927422