三維海面電磁散射特性的研究在民用和軍事方面都具有重要的意義。在風(fēng)力作用下海面上方會(huì)生成大量的泡沫層,泡沫層會(huì)對(duì)海上目標(biāo)探測(cè)產(chǎn)生干擾。傳統(tǒng)小斜率近似方法難以對(duì)泡沫層-海面復(fù)合模型直接求解,需對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的修正。沙漠地形是一種特殊的粗糙面,其上方存在著沙丘,因此不滿足傳統(tǒng)小斜率近似方法的適用條件,也需對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的修正。本文圍繞泡沫層-海面復(fù)合模型和沙漠地區(qū)的新月形沙丘模型的電磁散射進(jìn)行研究,該研究在沙漠地區(qū)遙感、復(fù)雜環(huán)境預(yù)警和海面上方泡沫層的檢測(cè)與識(shí)別方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。論文工作如下:1.基于覆蓋泡沫海面電磁散射求解理論值與試驗(yàn)值不吻合情形,對(duì)傳統(tǒng)一階小斜率近似方法進(jìn)行改進(jìn)修正。將等效介電常數(shù)和矢量輻射傳輸理論應(yīng)用到覆蓋泡沫海面電磁散射的研究。在小入射角(小于40°)情況下,由于泡沫層的鏡像效應(yīng)會(huì)對(duì)海面的散射系數(shù)產(chǎn)生影響,采用等效介電常數(shù)理論模型對(duì)單純海面的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。當(dāng)入射角較大時(shí)(大于60°),泡沫層的非布拉格散射效應(yīng)會(huì)對(duì)海面后向散射系數(shù)產(chǎn)生影響,因此采用了矢量輻射傳輸理論模型對(duì)等效介電常數(shù)模型修正后結(jié)果進(jìn)一步修正。結(jié)果表明,修正后的理論值與相關(guān)試驗(yàn)值能夠很好地吻合,誤差在允許范圍內(nèi),從而表明了兩種修正模型的實(shí)用性及有效性。2.研究了泡沫層對(duì)海面散射回波多普勒頻移和展寬特性的影響�；趦煞N修正模型分別討論了不同入射波頻率、入射角、風(fēng)速等情況下覆蓋泡沫海面多普勒譜與單純海面多普勒譜的差異性。結(jié)果表明,覆蓋泡沫海面多普勒譜會(huì)下在單純海面多普勒譜曲線圖的基礎(chǔ)上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的尖峰,隨著入射波頻率的增高或風(fēng)速的增大,該尖峰會(huì)不斷增高,并最終可能取代原有尖峰,從而表明多普勒譜發(fā)生了頻移現(xiàn)象。3.運(yùn)用風(fēng)積理論針對(duì)沙漠地形建立新月形沙丘模型并將沙丘模型分為5個(gè)區(qū)域。利用轉(zhuǎn)換矩陣改進(jìn)傳統(tǒng)一階小斜率近似方法,從而提出了多區(qū)域小斜率近似模型。將該方法與傳統(tǒng)小斜率近似進(jìn)行結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性。利用該方法分析了新月形沙丘散射特性,計(jì)算了不同風(fēng)速、風(fēng)向、電磁波入射角及頻率下新月形沙丘的單站與雙站RCS。計(jì)算結(jié)果很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)小斜率近似不適用于求解沙丘模型電磁散射的局限之處。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN011
【部分圖文】：

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文維含泡沫靜態(tài)海面電磁散射特性。由于采用小斜率近散射系數(shù)結(jié)果與實(shí)際含泡沫海面的測(cè)量值存在明顯的型修正了小入射角（小于 40°）情況下的小斜率近似型對(duì)中大入射角（大于 40°）情況下的小斜率近似維含泡沫動(dòng)態(tài)海面電磁散射特性。相對(duì)于靜態(tài)海面而雜，因此需對(duì)其進(jìn)行更為詳盡的解釋及數(shù)據(jù)處理。基面的小斜率近似結(jié)果，求解了線性海面的后向散射多多普勒譜的影響。著重討論了海面風(fēng)速、風(fēng)向和介電頻移及展寬的影響，表明了矢量輻射傳輸理論、等含泡沫動(dòng)態(tài)海面電磁散射計(jì)算的有效性。本文的主要研究?jī)?nèi)容連同對(duì)應(yīng)的研究成效作了小結(jié)和以及下一步的工作方向。

圖 2.1 不同風(fēng)速下 PM 譜不同風(fēng)速19.5U 下的 PM 功率譜在空間波數(shù) k 的分同，但每條 PM 譜曲線均有一處尖峰，對(duì)應(yīng)的空值隨風(fēng)速的增大而增大，pk 減小。另外，當(dāng)pk k 處達(dá)到最大值，這是由于長(zhǎng)重力波起決定性作用；減小，主要是因?yàn)槎讨亓Σê蛷埩Σㄆ饹Q定性作斷增強(qiáng)，因此 PM 譜的峰值也會(huì)隨之越來(lái)越高，小于峰值對(duì)應(yīng)的波數(shù)時(shí)，功率譜密度在不斷的擴(kuò)少。AP 譜形式較為簡(jiǎn)單，并且是一種穩(wěn)定海譜，因此在海但 PM 譜并未考慮海面的非線性作用，JASONWA修正因子，表達(dá)式為：

0JONSWAP 譜在不同風(fēng)域及不同風(fēng)速下的譜分布函數(shù)分別如圖 2.2 和圖 2.3 所示。將這兩幅圖與圖 2.1 對(duì)比發(fā)現(xiàn)，JASONWAP 海譜的變化規(guī)律與 PM 相似，均是窄帶能量譜，并且窄帶寬度比 PM 譜更窄；另外，風(fēng)速和風(fēng)區(qū)的增大均會(huì)引起峰值增大。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2844357