指数型分布粗糙地面电磁散射的FDTD研究.pdf

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1、上海航天第28卷2011年第4期AER0SPACESHANGHAI1文章编号：1006-1630(2011)04—0001—06指数型分布粗糙地面电磁散射的FDTD研究朱小敏。，任新成。，郭立新(1．西安电子科技大学理学院，陕西西安710071；2．延安大学物理与电子信息学院，陕西延安716000)摘要：用Wang-Schmugge模型计算土壤介电常数，采用指数型粗糙面模拟实际的粗糙地面，用时域有限差分方法(FDTD)研究了指数型分布粗糙地面的电磁散射特性。通过数值计算获得了不同散射角时的双站散射系数，讨论了粗糙地面均方根、

2、相关长度、土壤湿度和入射波波长对双站散射系数的影响。数值计算结果表明：粗糙地面高度均方根、相关长度、土壤湿度和入射波长对双站散射系数的影响复杂。关键词：电磁散射；FDTD；指数型粗糙地面；Wang—Schmugge模型；双站散射系数中图分类号：TN011文献标志码：AStudyonElectromagneticScatteringfromRoughLandSurfacewithExponentialTypeDistributionUsingFDTDZHUXiao—min～，RENXin—cheng，GUOLi—xin(1．S

3、choolofScience，XidianUniversity，Xi’an710071，Shaanxi，China；2．SchoolofPhysicsandElectronicInformation，YananUniversity，Yan’an716000，Shaanxi，China)Abstract：ThemodelofWangandSchmuggewasusedforcalculatingthepermittivityofsoil．Theexponentialtypedistributionroughsurfacewas

4、simulatednaturalroughlandsurface，andtheelectromagneticscatteringfromtheexponentialtypedistributionroughlandsurfacewasinvestigatedusingFDTD．Thebistaticscatteringcoefficientwithvariousscatteringanglewasobtainedbynumericalcalculation．Theinfluencesoftherootmeansquarean

5、dcorrelationlengthofroughlandsurface，themoisturecapacityofsoil，andthelengthofincidencewaveonthebistaticscatteringcoeficientwerediscussed．Thenumerica1resultsshowedthattheinfluencesoftherootmeansquareandcorrelationlengthofroughlandsurface，themoisturecapacityofsoil，an

6、dthelengthofincidencewaveonthebistaticscatteringcoefficientwereverycomplex．Keywords：Electromagneticscattering；FDTD；Exponentialtypedistributionroughlandsurface；ModelofWangandSchmugge；Bistaticscatteringcoefficient0引言采用不同的物理近似获得散射场或散射截面的近似解，实现较简单，但因采用了各种物理近似，故均有近年来，随机

7、粗糙表面电磁散射的理论和实验研究取得了一系列重要进展。该类问题的应用广一定的适用范围。数值法中的FDTD首先由YEE于1966年提出，经40多年的发展已成为一种成熟泛，如微波遥感中地面目标分类、地面背景中目标检的数值方法。针对地面散射，文献Eio]用辐射传测及遥感数据判读等均受到地面散射特性的影响。输理论(RT)研究了道路系统体散射特性，用积分方随机粗糙面散射理论可分为近似解析方法与数值方程方法(IEM)分析了地面表面散射特性；文献[11]法两大类。近似解析法根据粗糙表面的粗糙程度，用基尔霍夫近似和几何光学方法计算了路面背景

8、中收稿日期：2010-07-07；修回日期：2010—07—19目标的电磁散射特性；文献[12]用积分方程方法计基金项目：中国博士后科学基金(20090461284)；陕西省自然科算了指数型粗糙地面的后向散射系数；文献[13]用学基金(2010JM8017)FDTD方法计算了地下目标的雷达