基于混合方法的粗糙海面与目标复合散射研究

发布时间：2023-10-06 09:25

　　复杂背景下的目标散射特性研究,尤其是粗糙海面与目标的复合电磁散射特性研究,在微波遥感、雷达成像以及目标识别等领域有着相当重要的研究价值和十分广泛的应用前景。越来越多的工程应用需求对如何精确并且有效地计算和分析目标与粗糙海面复合模型的电磁散射问题提出了较高要求。本文主要基于混合方法,即结合数值方法和近似方法,来研究粗糙海面与目标的复合散射特性,为实际工程应用提供了有价值的参考。以下为本文的主要研究内容:首先,通过几种常见海谱模型研究了粗糙海面的生成方法。考虑到实际应用中数值方法很难处理电大尺寸粗糙海面,因此本文采用物理光学方法分析了粗糙海面的散射特性,并利用等效边缘电流方法对物理光学方法进行了修正。通过计算结果对比证明了修正后的物理光学方法在精度上得到了明显提升,而对于电大尺寸粗糙海面,近似方法的高效性也得到了证明。同时,研究了海面控制参数的变化对于散射系数的影响。然后,从介绍理想导体目标表面积分方程出发,引出了求解积分方程的矩量法,并简要的介绍了其基本原理,同时介绍了常用的RWG基函数以及权函数的选取;然后在矩量法的基础上研究了多层快速多级子方法,在阐明了多层快速多级子方法的原理的同时...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 研究历史与现状
        1.2.1 粗糙海面电磁散射
        1.2.2 海背景下目标电磁散射
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 本论文的结构安排
第二章 粗糙海面的几何建模与电磁散射
    2.1 典型海谱模型
        2.1.1 P-M谱
        2.1.2 JONSWAP谱
        2.1.3 Fung谱
        2.1.4 高斯谱
    2.2 粗糙海面生成方法
    2.3 雷达散射截面与散射系数
    2.4 海面电磁散射的近似方法
        2.4.1 物理光学方法
        2.4.2 海面模型截断误差
    2.5 计算结果验证及分析
        2.5.1 粗糙海面电磁散射近似方法及修正
        2.5.2 不同海面控制参数对粗糙海面散射系数的影响
    2.6 本章小结
第三章 理想导体目标电磁散射
    3.1 理想导体目标表面积分方程
    3.2 求解积分方程的矩量法
        3.2.1 矩量法的基本原理及求解步骤
        3.2.2 基函数以及权函数的选取
        3.2.3 矩阵方程的求解
    3.3 多层快速多级子(MLFMA)方法
    3.4 数值算例及分析
        3.4.1 金属球
        3.4.2 导弹模型
    3.5 本章小结
第四章 粗糙海面与目标的复合散射研究
    4.1 差场散射截面
    4.2 “四路径”模型
    4.3 海面尺寸的选取
    4.4 算例验证及分析
        4.4.1 粗糙海面与上方金属球的复合散射
        4.4.2 粗糙海面与上方导弹目标的复合散射
        4.4.3 粗糙海面与上方飞机目标复合散射
        4.4.4 粗糙海面与舰船目标的复合散射
    4.5 本章小结
第五章 积分方程区域分解法在粗糙海面与目标复合散射中的应用
    5.1 非重叠型积分方程区域分解法
        5.1.1 积分方程区域分解法的基本原理
        5.1.2 IE-DDM方程的离散和测试
        5.1.3 IE-DDM的迭代求解
        5.1.4 基于多层快速多级子方法加速的IE-DDM
        5.1.5 算例验证及分析
    5.2 IE-DDM在海面目标复合散射中的应用
    5.3 本章小结
第六章 总结及展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3851582