典型地海粗糙面的电磁散射算法的研究.pdf

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1、ｉ学校代码：０２８６１ＪＬＩｊＨＦｌ分类号：＾ｗ＂＊＇＊巧？》＇．＜．，１率巧耳妨巧±学俭％文典型地海粗禮面的电磁散射算法的研究研巧生姓名：刘音导师姓名、忠良院±：抽崔铁至教巧由请學仿类别工単洒±学化授予单位《南大学—统学科名祿电子巧単与技术论文答辩日期２０巧年４月９日１二级举科名称由２０１５年．巧巧与巧波技乂学位授予日期＿＿呂＿ｇ＿答辩委员会主席赵永久巧授评阅人赵永久巧巧巧卫巧副教授２０１５年４月１９日ＴＨＥＳＴＵＤＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴ

2、ＩＣＳＣ乂ＴＴＥＲＩＮＧＭＥＴＨＯＤＴＯＴＨＥＧＲＯＵＮＤＡＮＤＳＥ乂ＲＯＵＧＨＳＵＲＦＡＣＥＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｃＵｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＳｃｉｅｎｃｅＢＹＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒ－ＣＵＩＴｉｅｕｎｊａｎｄＰｒｏｆｅｓｓｏｒ－ＳＵＮＺｈｏｎｌｉａｎｇｇａｎｄＤｒ．ＣｈｅｎＨｕｉＳｔａｔｅＫｅＬ化ｏｒａｔｏｒｏｆＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａ

3、ｖｅｓｙｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｅｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ２０１５东南大学学位论文独劍性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知中特别加ｉ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果．■除了文ｉｌ．一也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研巧牛豁缸為Ｉ巧日期：皆色啤Ｃ

4、东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影巧、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，化许论文被查阅和借阅，可＆公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研巧生院办理。研巧生签名；导师签名曰期；到强．／／專ｆ＾摘要电磁散射是物质和电磁波相互作用后在外空间产生的宏观现象，依据电磁基本原理，求解出目标物的回波信号，并提取关键信息，目、结合目标特

5、征推导出适合的算法前已经成为信息化作战和海况农情监测等军民领域的迫切需求。在军事领域中，武器装备大多数Ｗ自然环境作为背景，而地表和海洋是最多样的背景，其复杂性体现在附着物、形状轮廓、详流涌浪等。本文重点研究电磁近似算法，经典理论包括基尔霍夫近似和微一一理扰法，但两者适用范围较窄，需要进步修正或者扩展，深入。在此基础上研巧统论中的小斜率近似算法（ＳＳＡ），主要工作是借同鉴基尔霍夫法和积分方程法相似部分的数学推导，将原本和表面高度Ｉ、计算区域相关的积分项变为统计谱模型的解析公式提高了运算速度，降低了实现的复杂度，。由于自然表面的丰富多

6、样性依据常用的单尺度高斯谱和指数谱，进行了多尺度的扩展和混合，提出了几种新的综合谱模型。在模型具备情况下，研究了常见地物的介电特性和有效海谱模型，将电磁散射技术应用到实际的地海粗稻面中、，给出了王壤、路面风驱海洋的电磁散射数据。本文的主要贡献包括下兰个方面。１．深入分析了基尔霍夫近似和微扰法两种经典算法，给出了它们的适用范围、求解原理和散射系数公式，并进行了遮蔽修正。随后扩展到了双尺度法和积分方程法。２．重点研巧了小斜率近似法，该算法适用角度广，限制条件少，通过保留展开项中的阶数来满足精确度，，。推导出散射振幅的兰阶表

7、达式将得到的数据结果同矩量法进行比对验证了正确性一。对比了阶和Ｈ阶小斜率的精确度。结合蒙特卡洛方法对粗趙面离散剖分，分析电磁散射系数同粗賴度、介电常数等关系。最后推导出了广泛适用的解析表达式，给出了多尺度高斯和指数谱及它们的混合谱模型，尽可能地逼近真实的自然表面。．３在前面的算法和谱模型基础上，给出了沙粒、瓶青混凝止、雪、王壤等典型地表附着物的介电常数特征，应用电磁散射技术求解沙±、耕地、巧青水泥路面的散射系数。因为海洋的特殊性，单独提出了Ｈ种海谱模型，并求解风驱表面的电磁散射系数。关键词：雷达散射截面；随机粗礎面：小斜率算法；谱

8、模型；地貌海面ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔ巧ｃｔＥｌｅｃｔ