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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 15 毫秒
1.
双尺度动态分形粗糙海面的电磁散射及多普勒谱研究   总被引:14,自引:0,他引:14       下载免费PDF全文
利用更为符合海面实际散射场计算的双尺度法分析并计算了一维动态分形粗糙海面的后向散射截面,同时与微扰法有关结果进行了比较.研究了动态分形海面后向散射信号的多普勒谱分形特征,分析了不同极化状态下后向散射截面和多普勒谱谱宽随入射角及分维的变化规律,最后详细讨论了多普勒谱中心频率与海面Bragg谐振频率间的关系. 关键词: 双尺度模型 分形海面 电磁散射 多普勒谱  相似文献   

2.
改进的二维分形模型在海面电磁散射中的应用   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
王运华  郭立新  吴振森 《物理学报》2006,55(10):5191-5199
提出了一种改进的二维分形海面模型,其表面谱函数在空间波数小于基波波数及大于基波波数时分别满足正幂率关系和负幂率关系.通过比较可以发现在不同风速时,改进模型的空间自相关函数及表面轮廓谱和有关文献结果有较好的吻合.在满足Kirchhoff近似条件下推导了改进分形模型的散射系数及散射强度系数的计算公式并进行了数值计算,比较了改进模型和经典模型的后向散射强度系数角分布并详细讨论了它们随入射频率、海上风速和风向的变化. 关键词: 改进分形模型 粗糙海面 电磁散射 Kirchhoff近似  相似文献   

3.
王强  郭立新 《物理学报》2017,66(18):180301-180301
采用时域积分方程(TDIE)与时域基尔霍夫近似(TDKA)的混合算法研究粗糙海面与舰船目标的复合瞬态电磁散射.该方法将舰船目标及其近邻海面划分为TDIE区域,用TDIE方法精确求解;将剩余电大尺寸的粗糙海面划分为TDKA区域,采用高效的TDKA电流近似求解.通过混合算法和传统TDIE算法结果的对比,表明TDIE-TDKA混合算法能保证计算的精度,同时具有较高的计算效率.最后,讨论了海面上方有无目标、海面上方风速、电磁脉冲入射角、舰船目标尺寸、吃水深度对后向散射磁场的影响.  相似文献   

4.
刘伟  郭立新  吴振森 《中国物理 B》2010,19(7):74102-074102
This paper studies the influence of wind parameters and fractal dimension from an improved two-dimensional sea fractal surface on the polarimetric scattering by using facet integration.A two-dimensional improved sea surface simulated is discretized into three matrices of sea surface facets including a height matrix and two slope matrices on orthogonal directions.Based on the Kirchhoff approximation,the polarimetric scattered field is derived in the Cartesian coordinate system by integration of three matrices mentioned above.Finally,the fully polarised radar cross section is numerically simulated and the dependence of the polarimetric scattering on the sea fractal surface,such as the wind speed,the wind direction,as well as the fractal dimension,is discussed in detail.  相似文献   

5.
海面微波散射场多普勒谱特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
姜文正  袁业立  王运华  张彦敏 《物理学报》2012,61(12):124213-124213
基于粗糙面电磁散射双尺度模型推导给出了海面微波散射场多普勒谱频移和谱宽的理论公式, 在该理论公式的推导过程中同时考虑了大尺度海浪的倾斜调制、遮蔽效应和曲率修正效应等因素的影响. 文中将理论公式计算结果与精确数值结果进行了比较, 并讨论了倾斜调制、遮蔽效应及曲率修正效应等因素对多普勒频移和谱宽的影响, 发现倾斜调制使水平极化散射回波多普勒频移显著增大, 从而导致水平极化回波多普勒频移比垂直极化回波多普勒频移大; 在中等入射角度区域, 遮蔽效应和曲率修正效应对多普勒谱并无显著影响, 而在掠射条件下, 遮蔽效应使得多普勒频移增大、谱宽变窄. 本研究对深入理解动态海面散射场频谱特性具有一定参考意义.  相似文献   

6.
李娟  郭立新  曾浩  韩旭彪 《中国物理 B》2009,18(7):2757-2763
Composite electromagnetic scattering from a two-dimensional (2D) ship-like target on a one-dimensional sea surface is investigated by using the finite-difference time-domain (FDTD) method. A uniaxial perfectly matched layer is adopted for truncation of FDTD lattices. The FDTD updated equations can be used for the total computation domain by choosing the uniaxial parameters properly. To validate the proposed numerical technique, a 2D infinitely long cylinder over the sea surface is taken into account first. The variation of angular distribution of the scattering changing with incident angle is calculated. The results show good agreement with the conventional moment method. Finally, the influence of the incident angle, the polarization, and the size of the ship-like target on the composite scattering coefficient is discussed in detail.  相似文献   

7.
范天奇  郭立新  金健  孟肖 《物理学报》2014,63(21):214104-214104
传统计算海面电磁散射的方法都是通过求集平均的方法来统计得到不同输入参数下海面总回波系数的均值曲线,并不需要具体的几何样本.随着合成孔径雷达以及雷达成像的发展,为了充分描述海面各点的分布特征,需要得到海面具体面元的散射结果,同时随着海面上方风速的增大,海面泡沫层的出现会对散射结果产生相当大的影响.本文采用海面模型面元化的思想,将海面散射的贡献面元化,同时考虑泡沫层对大入射角下散射结果的影响,计算了不同风速下海面的后向散射系数,并与实测数据做对比分析,验证了方法的准确性.  相似文献   

8.
聂丁  张民 《中国物理 B》2010,19(7):74101-074101
Based on the local configuration angle division to select the corresponding method for electromagnetic scattering calculation from rough sea surface,this paper presents an angular cutoff composite model:when the local scattered angle is in the specular region that is given by an approximately 20 degrees cone around the specular direction,the Kirchhoff approximation is applied to evaluate the specular reflection,which dominates the total scattering in this region;the small perturbation method is employed to handle the diffuse reflection which is predominant as the local scattered angle is situated out of the specular region.Numerical results are compared with those of experimental and theoretical models in several configurations as a function of incident angle,wind speed,wind direction.The comparison of numerical results of other experimental and theoretical models in several configurations shows that the new composite model is robust to give accurate numerical evaluations for the sea surface scattering.  相似文献   

9.
王蕊  郭立新  秦三团  吴振森 《物理学报》2008,57(6):3473-3480
利用基于电流计算的矩量法结合高频算法基尔霍夫近似的混合算法,分析了一维PM谱粗糙海面及其上方二维无限长任意截面导体目标的双站复合电磁散射特性.混合算法将粗糙面和目标分别划分到KA区域和MOM区域,由于无需数值求解粗糙海面区域的表面极化电流,该算法的运算时间和对计算机内存的需求主要取决于粗糙面上方目标的网格划分情况.数值结果以无限长导体圆柱为例计算了其与一维下垫PM谱粗糙海面的复合双站散射截面,并将计算结果与经典MOM结果进行了比对和验证,结果表明混合方法具有较高的计算效率.最后应用混合方法讨论了不同极化状态、海上不同风速以及目标不同尺寸和位置对复合散射截面的影响. 关键词: 粗糙海面 电磁散射 混合算法 矩量法  相似文献   

10.
梁玉  郭立新 《物理学报》2009,58(9):6158-6166
提出了风驱粗糙海面覆盖水气泡层的‘体-面’复合模型.基于修正的双尺度粗糙面散射理论、MIE理论和矢量辐射传输理论,比较了水气泡与实心水粒子的电磁散射特性的差异,分析了海面泡沫覆盖率与风速、气-海温差的关系.在有、无泡沫层情形下,采用高斯和经验海谱,讨论了单站、双站散射系数与入射角、方位角、风速、风向、极化等参量的关系,并将数值计算的结果与相关文献的测量值进行了比较和分析. 关键词: 电磁散射 海面复合模型 修正双尺度法 MIE  相似文献   

11.
田炜  任新成  郭立新 《物理学报》2015,64(17):174101-174101
采用Pierson-Moscowitz(PM)海谱和Monte Carlo方法模拟实际的粗糙海面, 基于矩量法和基尔霍夫近似的混合算法研究了海面与其上方双矩形截面导体柱的复合电磁散射特性, 得出了复合散射系数的角分布曲线, 计算了复合散射系数随海面参数、矩形截面柱参数以及入射波参数的变化情况, 并做了详细分析与讨论, 得到了PM谱海面与其上方双矩形截面柱复合散射特性. 结果表明, 与单纯的矩量法相比较, 采用基于矩量法和基尔霍夫近似的混合算法, 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, 而且粗糙面尺度越大该优势越明显.  相似文献   

12.
分形海面的微波电磁散射计算模型   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用2维Weierstrass带限函数建立了模拟粗糙海面形状的模型,讨论了分形维数、频率幅度尺度因子等分形参数对海面形状的影响。以粗糙海面形状模型为基础,针对模拟的分形海面形状,从亥姆霍兹积分出发,利用基尔霍夫近似推导出2维分形海面的电磁散射系数,并进行了数值模拟。对微波电磁散射特性随分形维数、频率幅度尺度因子、入射波入射角变化的规律做了进一步讨论分析。在低掠射角时电波会受海面的遮挡,用遮挡函数对散射系数进行修正。研究表明:随着分形维数的增大,散射峰分布变均匀。频率幅度尺度因子越大,散射也越分散。随着入射角的增大,后向散射也逐渐增强,而前向散射逐渐减弱。  相似文献   

13.
杨俊岭  郭立新  万建伟 《物理学报》2007,56(4):2106-2114
重构了未充分发展的完全海谱(NDFSS),提出了一种更符合海面实际情况的基于NDFSS的分形模型(NDFFM),使用双尺度法计算了NDFFM海面的后向雷达散射截面(BRCS),详细讨论了NDFFM海面各形成参数与BRCS的关系.将计算数据与传统的分形模型和实测雷达数据进行比对,证明了该模型的准确性和有效性. 关键词: 未充分发展 完全海谱 分形模型 双尺度法  相似文献   

14.
利用2维Weierstrass带限函数建立了模拟粗糙海面形状的模型,讨论了分形维数、频率幅度尺度因子等分形参数对海面形状的影响。以粗糙海面形状模型为基础,针对模拟的分形海面形状,从亥姆霍兹积分出发,利用基尔霍夫近似推导出2维分形海面的电磁散射系数,并进行了数值模拟。对微波电磁散射特性随分形维数、频率幅度尺度因子、入射波入射角变化的规律做了进一步讨论分析。在低掠射角时电波会受海面的遮挡,用遮挡函数对散射系数进行修正。研究表明:随着分形维数的增大,散射峰分布变均匀。频率幅度尺度因子越大,散射也越分散。随着入射角的增大,后向散射也逐渐增强,而前向散射逐渐减弱。  相似文献   

15.
16.
徐润汶  郭立新  范天奇 《物理学报》2013,62(17):170301-170301
本文将有限元/边界积分方法(FE/BIM)结合区域分解方法引入到粗糙海面及其上方目标 的电磁散射问题的研究中. 由于积分边界可以以任意形状设置在距模型表面任意远的距离处, 故本文采用共形人工边界结合区域分解建模方法截断模型的开放计算区域以减少求解未知量, 在截断区域内部采用有限元方法求解, 而计算区域的边界条件通过边界积分方程方法得到. 通过与矩量法获得的数值计算结果进行比较, 证明了该混合算法及模型处理方法的正确性, 进而研究了海面上方弹体目标的电磁散射特性, 并讨论了其双站散射系数随电磁波入射角度、目标高度、海面风速以及弹体尺寸的电磁散射特性变化情况. 本文结果可用于反演复杂背景下的目标信息及目标探测等领域. 关键词: 电磁散射 粗糙海面 目标 有限元/边界积分方法  相似文献   

17.
采用土水混合物介电常数的Topp方程模型表示大地土壤的介电特性,应用带限Weierstrass-Mandelbrot分形粗糙面模型和Monte Carlo方法模拟大地土壤表面,运用矩量法研究了带限分形大地土壤表面与部分埋藏矩形截面柱复合模型的电磁散射,得出了复合散射系数的角分布曲线;计算了复合散射系数随带限分形大地土壤表面分维、空间基频、高度起伏均方根、土壤含水率、矩形截面柱几何参数、埋藏深度、倾角、入射波频率等的变化情况,并做了详细分析与讨论;结果表明,土壤表面分维等参数对复合散射系数的影响是非常复杂的,镜像附近的角分布曲线具有明显的分形特征。  相似文献   

18.
Sea surface current has a significant influence on electromagnetic(EM) backscattering signals and may constitute a dominant synthetic aperture radar(SAR) imaging mechanism. An effective EM backscattering model for a one-dimensional drifting fractal sea surface is presented in this paper. This model is used to simulate EM backscattering signals from the drifting sea surface. Numerical results show that ocean currents have a significant influence on EM backscattering signals from the sea surface. The normalized radar cross section(NRCS) discrepancies between the model for a coupled wavecurrent fractal sea surface and the model for an uncoupled fractal sea surface increase with the increase of incidence angle,as well as with increasing ocean currents. Ocean currents that are parallel to the direction of the wave can weaken the EM backscattering signal intensity, while the EM backscattering signal is intensified by ocean currents propagating oppositely to the wave direction. The model presented in this paper can be used to study the SAR imaging mechanism for a drifting sea surface.  相似文献   

19.
杨超  郭立新  吴振森 《中国物理 B》2010,19(5):54101-054101
This paper is devoted to the study of polarization properties, scattering properties and propagation properties of global positioning system (GPS) scattering signal over the rough sea surface. To investigate the polarization and the scattering properties, the scattering field and the bistatic scattering coefficient of modified Kirchhoff approximation with using the tapered incident wave is derived in detail. In modeling the propagation properties of the GPS scattering signal in the evaporation duct, the initial field of parabolic equation traditionally computed by the antenna pattern with using fast Fourier transform (FFT) is replaced by the GPS scattering field. And the propagation properties of GPS scattering signal in the evaporation duct with different evaporation duct heights and elevation angles of GPS are discussed by the improved discrete mixed Fourier transform with taking into account the sea surface roughness.  相似文献   

20.
罗伟  张民  周平  殷红成 《中国物理 B》2010,19(8):84102-084102
<正>An iterative method in the Kirchhoff approximation is proposed for high frequency multiple electromagnetic scattering from two-dimensional dielectric sea surface.The multiple interaction of the scattering field is characterized with the corrected electromagnetic currents of the wind-driven sea surface.The actual surface currents are approximated with the iterative solution of the corrected currents.A newly developed sea spectrum,Elfouhaily spectrum,is utilized to build the sea surface model.The shadowing correction is improved by the Depth-Buffer algorithm.The validity of the iterative Kirchhoff approximation is verified by the agreement of backscattering coefficients with the measured data.  相似文献   

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