流场调制下的海面对全极化雷达双站散射的影响研究

1

作者 陈佳杰 苗洪利 +2 位作者 刘训超 杨忠昊 苗翔鹰 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期30-42,共13页

从波作用量守恒方程出发,在积分方程模型的基础上,通过特征线法对守恒方程进行求解,推导建立了受波流调制的海面雷达双站散射模型,进行了受流场调制下的海面上半空间散射系数的仿真,分析了全极化下双站散射系数受流速变化的影响,以及风... 从波作用量守恒方程出发,在积分方程模型的基础上,通过特征线法对守恒方程进行求解,推导建立了受波流调制的海面雷达双站散射模型,进行了受流场调制下的海面上半空间散射系数的仿真,分析了全极化下双站散射系数受流速变化的影响,以及风场与雷达参数(雷达波频率、雷达波入射角)对流场调制作用的影响。结果表明,随着流速的增大,海面后向散射空间半球区域的散射系数逐渐减小,在前向散射空间半球区域中,交叉极化下的散射系数变化较为明显。风速的增大和风向与流向的夹角增大会导致流场调制所引起的散射系数变化减弱。入射角变化会导致调制作用最明显区域的散射角度改变。随着频率的增大,流场调制作用增大。 展开更多

关键词 海表层流场 合成雷达孔径(SAR) 波流相互作用 积分方程模型(IEM) 双站散射系数

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一维带限Weierstrass分形分层介质粗糙面电磁散射研究 被引量：7

2

作者 任新成 郭立新 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期322-330,共9页

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,推出了不同极化状态下的双站散射系数公式.采用一维带限Weierstrass分形粗糙面来模拟实际分层介质粗糙面,结合其功率谱导出了平面波入射时的双站散射系数计算公式.通过数值计算得到... 运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,推出了不同极化状态下的双站散射系数公式.采用一维带限Weierstrass分形粗糙面来模拟实际分层介质粗糙面,结合其功率谱导出了平面波入射时的双站散射系数计算公式.通过数值计算得到了HH极化下双站散射系数随散射角的变化曲线,讨论了分维、空间基频、标度区间、底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面高度起伏均方根及入射波频率对双站散射系数的影响,得到了平面波入射一维带限Weierstrass分形分层介质粗糙面散射系数的分形特征、基本特征、分区特征和随频率变化的特征. 展开更多

关键词 电磁波散射 分形 粗糙面 分层介质 微扰法 双站散射系数

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一维带限Weierstrass分形粗糙地面电磁散射的FDTD研究 被引量：2

3

作者 朱小敏 任新成 杨小桐 《电子测量技术》 2012年第7期32-36,共5页

采用一维带限Weierstrass分形函数模拟了实际的粗糙地面,应用时域有限差分方法研究了一维分形粗糙地面电磁散射特性,计算了分形粗糙地面散射的双站散射系数,得出了散射系数随散射角和入射波频率变化的曲线,讨论了高度起伏均方根、分维... 采用一维带限Weierstrass分形函数模拟了实际的粗糙地面,应用时域有限差分方法研究了一维分形粗糙地面电磁散射特性,计算了分形粗糙地面散射的双站散射系数,得出了散射系数随散射角和入射波频率变化的曲线,讨论了高度起伏均方根、分维数、土壤湿度、入射波频率、入射角等参数对散射系数的影响,得到了一维带限Weierstrass分形粗糙地面电磁散射的特性。数值计算结果表明各参数对散射系数均有显著影响,入射波不同极化方式下的散射系数也有明显的变化。 展开更多

关键词 电磁散射 一维带限Weierstrass分形粗糙地面 双站散射系数 FDTD

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指数型分布粗糙地面电磁散射的FDTD研究 被引量：4

4

作者 朱小敏 任新成 郭立新 《上海航天》 2011年第4期1-6,32,共7页

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、相关长度、土壤... 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、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。 展开更多

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

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基于改进二维分形海面模型的分层海面电磁散射分析 被引量：9

5

作者 任新成 郭立新 《上海航天》 2009年第4期1-6,共6页

用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射。由改进的二维分形海面模型模拟实际的分层海面,导出了平面波入射时的散射系数计算公式。通过数值计算获得了不同散射角的HH极化双站散射系数,并讨论了中间介质介电常数与厚度、摩擦... 用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射。由改进的二维分形海面模型模拟实际的分层海面,导出了平面波入射时的散射系数计算公式。通过数值计算获得了不同散射角的HH极化双站散射系数,并讨论了中间介质介电常数与厚度、摩擦风速和入射波频率对双站散射系数的影响,得到改进的二维分形分层海面散射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征。结果表明:散射系数近似具有"量子化"特征。 展开更多

关键词 电磁散射 微扰法 二维分形海面模型 分层海面 双站散射系数

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基于P-M谱的二维各向异性分层海面电磁散射研究 被引量：2

6

作者 任新成 《现代电子技术》 2010年第23期1-5,9,共6页

为了得到基于P-M谱的二维各向异性分层海面电磁散射特性,以便为海洋遥感、海上目标检测与识别等领域的应用提供理论依据,采用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射特性,结合海面P-M谱推导出了平面波入射时的散射系数计算公式... 为了得到基于P-M谱的二维各向异性分层海面电磁散射特性,以便为海洋遥感、海上目标检测与识别等领域的应用提供理论依据,采用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射特性,结合海面P-M谱推导出了平面波入射时的散射系数计算公式,通过数值计算获得了HH极化下中间介质的介电常数和厚度、摩擦风速、风区范围、观察方向与逆风方向之间夹角和入射波频率对双站散射系数的影响,得到了分层海面电磁散射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征。 展开更多

关键词 电磁散射 微扰法 P—M谱 分层海面 双站散射系数

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基于微扰法的改进一维分形模型分层海面电磁散射研究 被引量：1

7

作者 任新成 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期70-78,共9页

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的散射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化双站散射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数和... 运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的散射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化双站散射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数和厚度、摩擦风速和入射波频率对双站散射系数的影响,得到改进的一维分形分层海面散射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征,结果表明散射系数近似具有"量子化"特征。这些结果在诸如海洋遥感、无线电传播与通信、粗糙面重构等方面中有着广泛的应用。 展开更多

关键词 电磁散射 微扰法 改进的一维分形海面模型 分层介质 双站散射系数

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多薄膜层材料近旁轴激光波束散射及影响因素分析

8

作者 王明军 吴振森 +1 位作者 李应乐 张耿 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期44-46,共3页

研究了多种材料、涂层及多层介质薄膜近旁轴激光波束入射下的散射特征。数值计算不同材料,不同极化方式和入射角的激光波束单、双站散射系数,并分析不同材料物性参数、激光波束束腰半径和入射角对材料散射系数的影响。计算结果表明,金... 研究了多种材料、涂层及多层介质薄膜近旁轴激光波束入射下的散射特征。数值计算不同材料,不同极化方式和入射角的激光波束单、双站散射系数,并分析不同材料物性参数、激光波束束腰半径和入射角对材料散射系数的影响。计算结果表明,金属较介质材料单、双站散射系数大,材料的介电常数、高度起伏和相关长度影响散射系数显著;对介质薄膜材料,多层介质薄膜较单层后向散射系数小9.21db;改变入射角度时,离轴激光波束对介质单多层薄膜材料散射系数影响都较小;且波束束腰半径和入射波长相比拟时,激光波束散射较强,波束束腰半径远大于入射波长时,波束逐渐趋向于平面波。 展开更多

关键词 激光散射 基尔霍夫近似 单双站散射系数 近旁轴高斯波束散射

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水下隐身动目标激光探测水面能量散射特性研究

9

作者 姚瑶 孙晓峰 陶永勤 《舰船电子工程》 2016年第7期154-160,共7页

为了提高卫星对水下隐身动目标的探测效率,对不同海况下、不同入射角度时的三维激光海面漫反射特性进行了建模仿真计算,并在实验室条件下对激光入射波动水面后产生的散射场的能量分布特性进行了的研究。首先,根据麦克斯韦尔方程和边界... 为了提高卫星对水下隐身动目标的探测效率,对不同海况下、不同入射角度时的三维激光海面漫反射特性进行了建模仿真计算,并在实验室条件下对激光入射波动水面后产生的散射场的能量分布特性进行了的研究。首先,根据麦克斯韦尔方程和边界条件对散射场在各个方向上的分量之间的耦合关系进行了研究,并列出矩阵方程;然后,利用三维锥形波对入射激光束进行了模拟;最后,通过稀疏矩阵规则网格法求解矩阵方程,得出三维双站散射系数,并通过实验对仿真结果加以验证。结果表明该方法能够准确地表示波动水面的三维激光漫反射特性,为进一步研究三维激光海面漫反射特性奠定了基础。 展开更多

关键词 激光 潜艇 无人水下自航器 漫反射 双站散射系数 海面

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高斯粗糙面电磁散射的基尔霍夫驻留相位法研究

10

作者 任新成 郭立新 《延安大学学报（自然科学版）》 2007年第3期20-27,共8页

采用高斯粗糙面来模拟实际粗糙面,根据基尔霍夫驻留相位近似法研究了粗糙面的电磁散射,结合高斯粗糙面的自相关函数导出了高斯粗糙面后向散射系数和不同极化状态双站散射系数计算公式.通过数值计算得到了后向散射系数随入射角变化的曲... 采用高斯粗糙面来模拟实际粗糙面,根据基尔霍夫驻留相位近似法研究了粗糙面的电磁散射,结合高斯粗糙面的自相关函数导出了高斯粗糙面后向散射系数和不同极化状态双站散射系数计算公式.通过数值计算得到了后向散射系数随入射角变化的曲线和不同极化状态双站散射系数随散射角、散射方位角及入射波频率变化的曲线,讨论了介质介电常数、粗糙面参数对后向散射系数和双站散射系数的影响、入射波频率对双站散射系数的影响,得出了高斯粗糙面散射系数的基本特征.结果表明介质介电常数和粗糙面参数对高斯粗糙面后向散射系数和双站散射系数有明显影响且非常复杂,而入射波频率则对双站散射系数无影响. 展开更多

关键词 电磁散射 基尔霍夫驻留相位近似 高斯粗糙面 后向散射系数 双站散射系数

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基于FDTD方法海面与上方三维漂浮目标复合电磁散射的研究 被引量：5

11

作者 贾春刚 郭立新 李娟 《航空兵器》 2015年第6期8-13,共6页

利用时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)研究海面与上方三维浮筒目标的复合电磁散射特性。采用Pierson-Moskowitz(PM)谱模拟二维海面,利用各向异性完全匹配层(Uniaxial Perfectly Matched Layer,UPML)吸收边界截断F... 利用时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)研究海面与上方三维浮筒目标的复合电磁散射特性。采用Pierson-Moskowitz(PM)谱模拟二维海面,利用各向异性完全匹配层(Uniaxial Perfectly Matched Layer,UPML)吸收边界截断FDTD的计算区域。在加入入射波时引入高斯窗函数以消除海面边缘的截断效应,详细给出FDTD方法计算海面与目标复合电磁散射的理论公式,以及FDTD方法的计算模型。最后,讨论了不同入射角、海面上方不同风速、浮筒和球体不同吃水深度以及不同入射频率下海面与浮筒和球体复合的双站散射系数的变化规律。 展开更多

关键词 FDTD 海面 目标 复合电磁散射 双站散射系数

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基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射的微扰法研究

12

作者 陈振伟 任新成 +2 位作者 田炜 吴杨 于琼 《延安大学学报（自然科学版）》 2014年第4期14-18,共5页

运用微扰法研究了基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射问题,结合其功率谱推导出了平面电磁波入射时的散射系数表达式。通过数值计算得到了HH极化下双站散射系数随散射角变化的曲线,讨论了摩擦风速、风区范围、海面上方10 m高度处的风速... 运用微扰法研究了基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射问题,结合其功率谱推导出了平面电磁波入射时的散射系数表达式。通过数值计算得到了HH极化下双站散射系数随散射角变化的曲线,讨论了摩擦风速、风区范围、海面上方10 m高度处的风速、观察方向与逆风方向之间夹角和入射波频率对双站散射系数的影响,得到了基于PM谱的二维各向异性海面电磁散射的基本特征、分区特征和随频率变化的特征。 展开更多

关键词 电磁散射 微扰法 PM谱 海面 双站散射系数

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双尺度方法在粗糙海面中的电磁散射分析和应用 被引量：1

13

作者 张凯 《电子世界》 2015年第24期69-70,共2页

给出双尺度方法的粗糙海面散射理论。并给出了双尺度粗糙面的电磁散射示意图,以示意图分析和推导了用双尺度法计算海面粗糙面的散射系数和概率密度函数。并基于双尺度方法与粗糙海面的散射理论,研究了不同方法计算随入射角变化的后向散... 给出双尺度方法的粗糙海面散射理论。并给出了双尺度粗糙面的电磁散射示意图,以示意图分析和推导了用双尺度法计算海面粗糙面的散射系数和概率密度函数。并基于双尺度方法与粗糙海面的散射理论,研究了不同方法计算随入射角变化的后向散射系数、双站散射系数,以及不同方法得到随方位角变化的双站散射系数、双尺度方法与实测数据的比较。最后进行了结果分析,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 双尺度方法 粗糙海面 双站散射系数 后向散射系数

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基尔霍夫近似下激光海面漫反射组网通信特性 被引量：3

14

作者 李恪 王江安 姚瑶 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1775-1779,共5页

针对激光点对点通信方式的不足,根据舰艇编队通信的实际需要,提出了利用海面作为激光漫反射媒介的一对多的组网通信方法,并且采用基尔霍夫近似的方法对激光海面漫反射通信的特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的散射场的分... 针对激光点对点通信方式的不足,根据舰艇编队通信的实际需要,提出了利用海面作为激光漫反射媒介的一对多的组网通信方法,并且采用基尔霍夫近似的方法对激光海面漫反射通信的特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的散射场的分析计算,采用遮蔽函数对计算过程中的阴影效应加以修正,得出了较为准确的2维激光海面双站散射系数和后向散射系数,并进行了实验验证,说明了激光海面漫反射组网通信方法的可行性。 展开更多

关键词 激光通信 漫反射 基尔霍夫近似 双站散射系数 遮蔽效应

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激光海面漫反射解析特性研究 被引量：6

15

作者 李恪 王江安 潘琛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期525-529,共5页

为了解决激光在海战中的应用瓶颈问题,采用基尔霍夫近似的方法对激光海面漫反射特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的散射场的分析、计算,并采用遮蔽函数对计算过程中的阴影效应加以修正,得出了较为准确的二维激光海面双站... 为了解决激光在海战中的应用瓶颈问题,采用基尔霍夫近似的方法对激光海面漫反射特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的散射场的分析、计算,并采用遮蔽函数对计算过程中的阴影效应加以修正,得出了较为准确的二维激光海面双站散射系数。最后通过分析,得出了海面粗糙度、入射角度与激光漫反射率之间的关系,为相关的研究提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 激光 漫反射 基尔霍夫 双站散射系数 遮蔽效应

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基于数值方法的激光海面漫反射通信能量分布特性 被引量：1

16

作者 李恪 王江安 姚瑶 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2034-2038,共5页

针对激光点对点通信方式的不足,提出了利用海面作为激光漫反射媒介进行组网通信的设想,采用前后向迭代的数值方法结合Green函数谱积分加速算法(FBM/SAA)对激光海面漫反射通信的能量分布特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的... 针对激光点对点通信方式的不足,提出了利用海面作为激光漫反射媒介进行组网通信的设想,采用前后向迭代的数值方法结合Green函数谱积分加速算法(FBM/SAA)对激光海面漫反射通信的能量分布特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的散射场的分析、计算及实验验证,得出了较为准确的2维激光海面双站散射系数,并对激光光束入射海面后的散射场进行了分析。研究结果表明:入射激光束经过粗糙海面散射后,能量大部分集中在前向散射区域上,而后向散射强度很弱,且在散射场的边缘处能量迅速衰减,说明了激光海面漫反射组网通信方法的可行性。通过与前后向迭代法和Kirchhoff近似方法的计算结果的比较,说明了FBM/SAA是一种高效、准确的计算方法。 展开更多

关键词 激光通信 漫反射 前后向迭代 双站散射系数

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基于共轭梯度法的三维标量激光漫反射特性 被引量：1

17

作者 李恪 王江安 姚瑶 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1458-1461,共4页

为了提高通信质量,改善舰队内部通信的保密安全性能,针对激光点对点通信方式的不足,提出了利用海面作为激光漫反射媒介进行组网通信的设想。为了得到更为准确的数值仿真结果,根据麦克斯韦尔方程结合理想导体界面的边界条件,对激光入射... 为了提高通信质量,改善舰队内部通信的保密安全性能,针对激光点对点通信方式的不足,提出了利用海面作为激光漫反射媒介进行组网通信的设想。为了得到更为准确的数值仿真结果,根据麦克斯韦尔方程结合理想导体界面的边界条件,对激光入射理想导体表面后产生的散射场进行了研究。首先,利用三维标量锥形波对入射激光束进行了模拟;然后,列出了积分方程,并根据矩量法进行了离散;最后,通过共轭梯度法求解矩阵方程,得出了三维散射系数,准确地表示了基于理想导体界面的三维标量激光漫反射特性,为进一步研究三维激光海面漫反射特性奠定了基础。 展开更多

关键词 激光漫反射 共轭梯度法 三维双站散射系数 锥形波

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高频辐射噪声近程传播特性研究 被引量：1

18

作者 赵军 吴笛霄 《鱼雷技术》 2012年第2期107-110,共4页

针对近程反鱼雷武器系统建设问题,研究了鱼雷高频辐射噪声的近场传播特性。采用小斜率近似(SSA)方法研究了粗糙海面的声散射特性,给出了具有高斯分布粗糙海面的2阶～4阶SSA双站散射系数计算公式,讨论了2阶SSA双站散射系数随海面粗糙度... 针对近程反鱼雷武器系统建设问题,研究了鱼雷高频辐射噪声的近场传播特性。采用小斜率近似(SSA)方法研究了粗糙海面的声散射特性,给出了具有高斯分布粗糙海面的2阶～4阶SSA双站散射系数计算公式,讨论了2阶SSA双站散射系数随海面粗糙度及入射角度不同的变化规律。并利用SSA双站散射系数计算了水下高频辐射噪声散射声场。仿真结果表明,粗糙海面的散射效应对高频辐射噪声传播产生较大影响,在研究声源/接收器位于近海面的高频辐射噪声传播特性时,应充分考虑海面的散射效应。本文的研究为分析浅海目标声散射特性时,是否需要考虑海面(海底)所引起的多途效应提供了理论依据。 展开更多

关键词 反鱼雷武器系统 海面声散射效应 双站散射系数 小斜率近似(SSA) 粗糙界面

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基于前后向迭代法的3维标量激光漫反射特性

19

作者 李恪 王江安 姚瑶 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2351-2355,共5页

针对激光点对点通信方式的不足,提出了利用海面作为激光漫反射媒介进行组网通信的设想,并对激光入射理想导体表面后产生的散射场进行了的研究。首先利用3维标量锥形波对入射激光束进行了模拟;然后列出了积分方程,并根据矩量法进行了离散... 针对激光点对点通信方式的不足,提出了利用海面作为激光漫反射媒介进行组网通信的设想,并对激光入射理想导体表面后产生的散射场进行了的研究。首先利用3维标量锥形波对入射激光束进行了模拟;然后列出了积分方程,并根据矩量法进行了离散;最后通过前后向迭代法求解矩阵方程,得出了3维散射系数,准确地表示了基于理想导体界面的3维标量激光漫反射特性。 展开更多

关键词 漫反射 前后向迭代法 3维双站散射系数 锥形波

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三维激光水面漫反射能量分布特性研究 被引量：1

20

作者 席沛丽 李恪 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期256-261,共6页

为了提高卫星海色遥感技术在实际应用中的效率,对不同海况下,不同入射角度时的三维激光海面漫反射特性进行了建模仿真计算,并在实验室条件下对激光入射波动水面后产生的散射场的能量分布特性进行了研究。首先,根据麦克斯韦尔方程和边界... 为了提高卫星海色遥感技术在实际应用中的效率,对不同海况下,不同入射角度时的三维激光海面漫反射特性进行了建模仿真计算,并在实验室条件下对激光入射波动水面后产生的散射场的能量分布特性进行了研究。首先,根据麦克斯韦尔方程和边界条件对散射场在各个方向上的分量之间的耦合关系进行了研究,并列出矩阵方程;然后,利用三维锥形波对入射激光束进行了模拟;最后,通过前后向迭代法结合谱加速方法求解矩阵方程,得出三维双站散射系数,并通过实验对仿真结果加以验证。结果表明该方法能够准确地表示波动水面的三维激光漫反射特性,为进一步研究三维激光海面漫反射特性奠定了基础。 展开更多

关键词 卫星 遥感 激光 漫反射 双站散射系数

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