支持向量机方法在粗糙面和目标复合电磁逆散射中的应用

摘要

本文主要研究了基于支持向量机的二维圆柱、一维粗糙(海)面的电磁逆散射问题以及二维圆柱和一维粗糙(海)面复合电磁逆散射问题。利用支持向量机方法反演了二维导体圆柱的半径、二维介质圆柱的半径和介电常数，一维粗糙(海)面的上方风速、介电常数、均方根高度和相关长度。同时反演了一维粗糙(海)面上方二维圆柱的高度和半径。论文的主要工作为：
　　 给出了支持向量机的基本原理，以及支持向量机在处理分类问题、线性回归问题和非线性回归问题时的算法。简述了矩量法的基本原理，以及矩量法在一维导体或介质粗糙面电磁散射和一维粗糙面与上方二维目标复合电磁散射中的应用，其中包括了积分方程的建立、入射锥形波的实现和双站散射系数的计算等。
　　 研究了基于支持向量机方法的二维圆柱和一维粗糙(海)面的电磁逆散射问题，给出了不同极化方式下的反演结果。在反演某些参数时，由于散射系数随着待反演参数变化曲线的非线性程度增加，此时，凭借单个频率下的散射系数进行反演难以达到较高精度。为了解决此问题，采用了扫频的方式产生训练样本，即以几个不同频率下的散射系数共同作为支持向量机的特征值，以待反演的参数做为目标值，得到了较好的反演结果，克服了采用单频方式进行反演的不足。
　　 在一维粗糙(海)面与二维圆柱复合电磁逆散射问题中，主要讨论了二维圆柱的高度和半径的反演。利用支持向量机方法反演了一维高斯粗糙面和一维PM海面上方二维圆柱的高度和半径，给出了不同频率、不同入射角度和不同极化方式下的反演结果，通过对比不同情况下的反演结果，分析了入射频率、入射角度和极化方式对反演结果的影响。