海地粗糙面的二维分形模拟及其散射特性

利用二维带限分形函数模拟了海地粗糙面并用克希霍夫近似法计算了其远区散射场且对粗糙面的散射特性进行了分析．     

The EM scattering from one-dimensionally lossy fractal surfaces

The EM scattering from rough surface has been investigated in the past years. Periodic and random models are often used in modeling the rough surface. Recently, the fractal geometry is rapidly improved. It provides a new way to model the rough surface whose characteristics are long-range order and short-range disorder. In this paper, A fractal function is used to model the rough surface. A scattering coefficient for calculating the angular distribution and the amount of energy in the spectrally scattering field to the fractal characteristics of the surfaces by finding their analytical expressions is derived by using the Kirchhoff solution. In the end, we calculate some scattering patterns. Supported by the National Natural Science Foundation of China Gao Huotao: born in 1964, Graduate student     

A study on radar cross section of the two-dimensionally fractal rough surface

The analysis of the RCS from the rough sea and ground surface is made. The two-dimensionally band-limited fractal function is used to model the sea and ground surface, the scattered electromagnetic field is calculated by using Kirchhoff approximation. The validity of this result is assured by some references, which indicates that the methods are reliable. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China(69571021) Biography: GAO Ming-qin (1974-), Master Candidate. Research field: EM scattering.     

新的迭代算法在粗糙表面电磁散射的应用

对于表面电磁散射 ,应用矩量法时 ,表面未知变量的数目非常大 ,即使对于一维表面也需要几千个未知变量 ,当我们求解矩阵方程时 ,计算机对求解的问题有内存和速度的限制。为了克服内存的限制 ,本文提出一种新的基于带形反演的迭代方法 ,并采用这一种新的迭代数值算法对周期表面的电磁散射问题进行了研究 ,并与矩阵反演方法进行了比较 ,所得结果表明 ,这种新的迭代法具有很好的收敛性 ,所提出的计算公式是可行的     

粗糙金属表面上的二级弹性散射

以干涉理论为基础，讨论粗糙表面上散射增强效应．给出了这种增强的物理过程，阐述了二级散射与增强的关系及该散射场相干性的方向效应，并与实验结果进行了比较．     

Full polarization scattering characteristics of sea fractal surface

In the conventional single polarization SAR system, only the scattering information of HH polarization or VV polarization can be obtained. Only co-polarizaion scattering cases are considered and cross-polarizaiton （HV and VH polarization） scattering cases are neglected. Therefore, much important information must be lost. Research on full polarization SAR system is an important approach to extract more useful information from SAR imaging. In this paper, the authors derived the full polarization scattering coefficients of 2-D sea fractal surface and simulated the radar cross section （RCS） of different polarizations. They also gave the exact theoretical explanations of the fully polarization scattering characteristics of sea fractal surface, and confirmed that the depolarization can be neglected. The result is the basis of the full SAR system design and SAR imaging.     

柱形体电磁极化散射巨阵的定义

给出了柱形体的一种有价值的极化散射矩阵的定义（Ss),Ss具有6个自由度,它包含了柱形体散射的所有信息,利用它可以很容易地定义和计算平等极化RCS与垂直极化RCS等,也很容易推导出线极化基极化散射矩阵Sl和圆极化基极化散射矩阵Sc等。作用Ss的应用,还提出了基于柱形体的几种RCS定义。     

基于微扰法的高斯粗糙面电磁散射研究

运用经典的微扰法研究了高斯粗糙面的电磁散射．根据微扰法理论，得到了单站情形下，不同极化状态、不同介电常数、不同粗糙面情况的后向散射截面，得到了后向散射截面随以上参数及入射角的变化而变化的数值结果，分析了结果的物理意义；同时也得到了双站情形下，不同极化状态、不同介电常数、不同入射角、不同方位角的散射截面，得到了散射截面随以上参数的变化而变化的数值结果，分析了结果的物理意义．     

基尔霍夫近似下高斯粗糙面的电磁散射研究

运用经典的基尔霍夫近似研究了高斯粗糙面的电磁散射。根据基尔霍夫近似理论,得到了单站情形下,不同极化状态、不同介电常数、不同粗糙面情况的后向散射截面,得到了后向散射截面随以上参数及入射角的变化而变化的数值结果,分析了结果的物理意义;同时也得到了双站情形下,不同极化状态、不同介电常数、不同入射角、不同方位角的散射截面,得到了散射截面随以上参数的变化而变化的数值结果,分析了结果的物理意义。     

粗糙面后向散射的基尔霍夫标量近似法研究

实际的粗糙面由高斯型粗糙来模拟,结合高斯型粗糙面的相关系数,依据基尔霍夫标量近似法给出了高斯型粗糙面后向散射系数表达式,通过数值计算得到了后向散射系数随入射角及入射波波长的变化曲线,分析了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、介质介电常数、入射波波长对后向散射系数的影响,得到了较完整的高斯粗糙面后向散射特征.     

逆散射成像的算法

基于微扰论,对散射成像进行了正演描述,并利用傅里叶变换及Born近似和Kirchhoff近似,着重从一维线性、三维立体到2.5维平面近似对逆散射成像的算法进行了推导,通过反演标量Helmholtz波动方程,计算扰动函数α(x),求取反射函数β(x),经归一化处理后确定反射系数R,获得反射界面波速信息v(x);提出了1种可精确判定反射面位置,且无需先得知探测体内的物理模型,可确定各不连续面以下的波速的方法,为识别探测目标内部的不连续面提出了有效的判断依据.计算机数值模拟结果证实了3种逆散射成像核心算法的可靠性.     

表面形貌的分形特征研究

该文基于分形几何理论研究了表面形貌的分形特征,用结构函数法计算表面轮廓的分形维数,用Taylorsurf-6型轮廓仪对磨损前和磨损后的缸套内腔表面轮廓进行测量.分形分析结果表明,缸套内腔表面具有多重分形特征,其临界波长的大小与珩磨时的磨粒直径相对应.     

递归分形插值曲面的变差

在求解函数图像维数过程中,分形插值函数的变差可以代替盒维数公式中最少盒子数,从另一个角度得到函数图像的盒维数公式.从研究二元连续函数的变差性质入手,给出了矩形区域上递归分形插值曲面(RFIS)的变差估计,为递归分形图形维数的研究提供一种新方法.     

覆盖雪层土壤面的电磁波透射特征

 采用指数型粗糙面模拟实际的粗糙雪层和土壤表面,运用矩量法(MOM)结合基尔霍夫近似(KA)的混合算法研究了雪层覆盖土壤面的电磁波透射特征.混合算法将雪层表面划分在MoM区,土壤面划分在KA区,数值计算得到了透射系数的角分布曲线,分析了雪层和土壤表面的高度起伏均方根、雪层类型、土壤湿度、雪层厚度对透射系数的影响.结果表明,雪层表面高度起伏均方根、雪层类型、土壤湿度对透射系数有显著影响,而土壤表面高度起伏均方根和雪层厚度对透射系数影响较小.     

关于矩形网格上分形插值曲面的若干计算结果

在介绍了矩形区域上传统插值曲面原理的基础上,叙述了利用R3上的迭代函数系的吸引子来构造分形插值曲面的方法,并依据给出的矩形区域上分形插值曲面的迭代函数公式进行了相关计算推导．通过计算,对两种插值曲面进行比较,从而得到分形插值曲面的若干计算结果,并给出了分形插值曲面的积分计算公式,从而为此类问题的进一步研究提供了理论依据．     

Investigation of simulating radar images concerning the multipath scattering effect

In the composed system of a target and rough surface, the electromagnetic scattering mechanism, especially the multipath scattering, is investigated. Using physical optics double bouncing algorithm, the multipath scattering model of the system has been established. Simulated by a wideband radar signal and based on fractal rough surface, the artificial echo of the target has been obtained in virtue of the established multipath scattering model. By simulating to image the target in one dimension using the artificial echo, two kinds of range profiles are attained. It is found that one is from the target and the other is from the multipath scattering effect.     

指数型分布粗糙地面宽带后向电磁散射的FDTD研究

采用蒙特卡罗方法模拟生成指数型分布粗糙地面,运用时域有限差分方法(FDTD)研究了高斯脉冲波入射时粗糙地面的宽带电磁散射问题。通过数值计算得到不同频率响应对应的后向散射系数,分析了粗糙地面相关长度、高度起伏均方根、土壤湿度和入射角的变化对后向散射系数的影响,得到了指数型分布粗糙地面的宽带后向电磁散射特性。     

一类分形曲面的插值稳定性

简要介绍了一类分形插值曲面的原理、数学模型及其插值方法。根据分形插值曲面的生成原理及其具体的迭代函数计算公式,着重讨论了分形曲面的插值稳定性。所导出的结果证实了某种情况下当插值节点有个微小的扰动时,此类曲面上的插值函数值也仅有微小的改变。从而为人工造景、工程计算等实际应用中进行分形曲面插值的过程中常遇到的数据扰动的一类问题提供了理论依据。     

分形理论在粗糙面电磁散射上的应用

介绍了分形的基本概念后,说明了用数盒子法提取分维数的方法,最后利用分形讨论了粗糙面的电磁散射问题。     

微细铣削加工表面形貌的分形特征

微细铣削加工表面形貌特征的评价与表征对微细切削加工表面的形成机理、加工表面的形成与工艺参数之间的关系等的研究有重要意义。应用分形几何理论,采用盒计数法对微细铣削加工表面形貌进行研究。结果表明:微细铣削表面具有明显的分形特征,其盒计数维数在1.32～1.42之间,说明其加工表面形貌比较复杂,同时证明加工表面轮廓的分形维数D与表面粗糙度Ra没有相关性,进而可以从分形维数D与表面粗糙度Ra两方面对微细铣削加工表面形貌特征进行综合评价。