基于月表散射测量数据的介电常数反演

发布时间：2019-11-10 09:34

【摘要】：月球是人类研究较多的一颗星体,了解月壤的各项物理参数,对人类掌握月球资源分布,月球进化以及对未来建立月球基地具有重要的指导意义。本文主要利用美国月球勘测轨道飞行器(LRO)上搭载的小型化双频合成孔径雷达(Mini-RF)通过S波段获取的月球雷达回波数据,再结合随机粗糙表面后向散射模型进行反演获得月壤介电常数。Mini-RF在工作时对月球表面发射电磁信号,由于月球表面并不是平坦光滑的,而是粗糙的,所以分析电磁波在月表散射时需要考虑月表随机粗糙面的后向散射模型,本文对随机粗糙表面的后向散射模型进行了介绍,主要有基尔霍夫模型、物理光学模型,几何光学模型、小扰动模型、积分方程模型、Dubois模型、Oh模型和Campbell模型。在电磁波回波信号中,月球表面各种物质的物理信息都包含在雷达回波的斯托克斯参数中,通过对斯托克斯参数的分析可以得出月表物质的物理信息。论文介绍了Mini-RF雷达的参数、雷达的回波斯托克斯参数数据、月表地形数据。本文在利用Mini-RF回波的斯托克斯参数数据来获取水平极化后向散射系数与垂直极化后向散射系数的,结合月表粗糙度参数计算出月壤介电常数。为了验证两个模型获取数据的正确性,将得到的介电常数与通过铁钛含量得到的月壤介电常数进行比较。结果发现Oh模型反演得到的介电常数与铁钛含量反演的介电常数数据更加接近,分析原因发现出现这种情况的原因是Oh模型的适用条件与反演的月表区域的环境条件相似,而Campbell模型的适用条件与反演的月表区域的环境条件相差比较大。最后在实验室条件下对模拟月壤进行散射实验,并通过计算得出模拟月壤的介电常数。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P184.5

【参考文献】

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本文编号：2558813