不同海情海面与目标复合电磁散射理论与实验研究

摘要

鉴于海洋微波遥感、海面监测、海上目标探测与识别等领域的广泛应用，海面及其上方电大尺寸目标的复合电磁散射的特性研究显得越来越重要，本文主要研究了二维海面与三维导体目标的复合电磁散射特性。论文的主要工作如下：
　　 介绍了计算目标散射截面的高频近似方法-物理光学法，以及目标的建模和数据处理方法，给出了自身遮挡和相互遮挡的判断方法，数值计算了不同目标的散射截面，并且与商业软件FEKO进行了比较，吻合良好。
　　 研究了二维海面的电磁散射特性，由Monte Carlo方法模拟出来的二维海面，应用基尔霍夫近似法进行数值计算，分析讨论了不同风速、不同频率、不同极化下的散射特性；然后利用解析法的小斜率近似法研究二维海面的电磁散射特性，特别对入射波在亚毫米波时的散射特性进行了一些研究。接着使用基于面元消隐的物理光学法对不同海面面积、不同海情海面、不同入射频率下的掠入射进行了研究，效果较好。
　　 分别利用两种方法计算分析了海面与目标的复合散射。即利用互异性定理计算一维海面与导体目标的耦合场，结合KA和等效边缘电磁流法给出了一维海面与导体目标的数值计算结果和实验数据的对比，吻合较好；将海面与目标混合建模，利用射线追踪法来模拟海面与目标之间多次散射的耦合效应，再利用物理光学法计算RCS，最后给出了复合后向散射截面的计算结果和实验数据的对比，吻合良好。
　　 研究了二维动态海杂波的统计特性。给出了描述幅度分布的几种典型的杂波模型，并且介绍了几种典型的海杂波参数估计方法。重点分析了低海情和高海情下海杂波幅值时间序列和概率密度分布，并对不同参数的杂波数据进行了杂波模型的拟合。