一维粗糙海面与简单目标电磁散射的TDIE/TDKA方法研究

摘要

鉴于海面及海面上方一定距离的目标的复合电磁散射特性的研究在海洋微波遥感、海上目标识别和监测以及海面监测等领域的普遍应用。本文主要使用一种混合方法对一维海面与二维导体目标的复合电磁散射特性进行了研究。这种混合方法是时域积分方程方法-时域基尔霍夫近似（TDIE-TDKA）的混合方法。
　　本研究主要内容包括：⑴关于不同的电磁散射的研究方法做出了相对应的介绍。简单介绍了矩量法(MoM)的基本理论，然后由矩量法(MoM)引出了与之相对应的时域计算方法，即时域积分方程方法(TDIE)。给出了两种不同的一维目标的时域积分方程，以及目标的建模方法与数据处理方法，计算了两种不同目标某一点处的电流响应随时间的变化，并且将计算结果与使用经典的精确数值方法矩量法(MoM)的离散逆傅里叶变化（IDFT）的计算结果进行了对比，吻合良好。⑵采用时域积分方程方法(TDIE)对二维简单导体目标的电流响应以及瞬态远场散射进行了研究。给出了不同类型的入射波照射下二维导体目标瞬态远场的计算方法、建模及剖分方法。计算了不同导体目标的电流响应、后向散射场以及镜向散射场随时间的变化，并分析了在不同入射角、不同目标尺寸等条件下导体目标的电流响应、后向散射场以及镜向散射场随时间的变化，最后把计算的结果与使用矩量法的离散逆傅里叶变化(MoM-IDFT)计算的结果作对比，吻合非常好。⑶分析了一维粗糙海面的电磁散射特性。利用Monte Carlo方法模拟出不同的一维海面，采用时域基尔霍夫近似法(TDKA)进行数值计算。讨论了在不同风速、不同入射角等条件下海面的电磁散射特性，然后将计算结果与使用矩量法的逆傅里叶变换(MoM-IDFT)计算的结果对比，效果较好。⑷对二维简单导体目标和一维 PM谱海面的复合电磁散射进行了研究。介绍了在不同类型的入射波照射下几种不同的二维简单导体目标与一维 PM谱海面的复合电磁散射。并且给出了在不同风速、不同距离、不同入射角等条件下二维简单导体目标和一维PM谱海面的复合电磁散射，然后将计算结果与使用矩量法的逆傅里叶变换(MoM-IDFT)计算的结果对比，效果良好。

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第一章 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 海面与目标复合电磁散射的研究现状

1.3 论文的结构和安排

第二章 时域积分方程

2.1 矩量法(MoM)

2.2一维导体目标电磁散射的TDIE方法

2.3 本章小结

第三章 二维简单导体目标电磁散射的TDIE方法

3.1 二维简单导体目标电磁散射的TDIE理论

3.2 数值算例

3.3 本章小结

第四章 海面电磁散射的TDKA方法

4.1引言

4.2一维动态粗糙海面的功率谱及蒙特卡洛方法建模

4.3 锥形波的引入及粗糙面长度的截断

4.4 数值算例

4.5本章小结

第五章一维PM谱海面与简单导体目标瞬态散射的

5.1 引言

5.2混合算法的建模

5.3 TM波入射时的时间步进方程

5.4 TE波入射时的时间步进方程

5.5 数值算例

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 研究结论

6.2研究展望

参考文献

致谢

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