海面舰船尾迹电磁散射特性研究一直以来都是国内外学者研究的热门课题,其在海面舰船目标识别、海洋环境监测以及国防军事活动等领域有着十分重要的作用。随着隐身技术的发展,对海面运动舰船的直接探测变得越来越困难,但是舰船产生的尾迹存在时间较长而且无法消除,通过对舰船尾迹进行研究来获得舰船的尺寸、航向、航速等具体参数已成为探测舰船的一种重要方式。舰船产生的尾迹主要有四种,分别为Kelvin尾迹、湍流尾迹、内波尾迹以及窄V尾迹。由于几何模型的差异,针对不同类型的舰船尾迹进行研究时,使用的方法也会有所不同。通过分析不同类型的舰船尾迹电磁散射特性,能够为海面舰船目标的探测和追踪提供技术支撑。随着计算机技术的迅猛发展,为了提高电磁散射计算的效率以及计算机资源利用率,在对舰船尾迹进行散射计算时,对程序进行并行加速处理也显得尤为重要。小斜率近似方法在计算大区域高频段条件下尾迹的散射特性时非常耗时,通过使用并行加速技术可以启动多个进程或线程来进行计算,从而提高计算效率。本文的主要工作内容如下:1.分析了几种典型的海谱模型,如PM谱、A.K.Fung谱、Elfouhaily谱。利用蒙特卡罗方法模拟得到二维粗糙海面,并对不同风速和风向下的海面进行对比分析。随后建立Kelvin尾迹模型,并将其与海面模型进行复合,得到不同参数下的含Kelvin尾迹海面的几何模型。2.重点研究了小斜率近似方法,并将锥形波引入到小斜率近似模型中,避免粗糙面端点处产生的边缘截断效应。对比了锥形波入射下的一阶以及二阶小斜率近似计算粗糙海面散射系数的结果,并研究了电大尺寸海面的电磁散射特性以及含舰船尾迹海面的全极化电磁散射特性。3.根据流体力学理论以及CFD软件来研究舰船湍流尾迹模型。首先利用经验公式建立湍流尾迹轮廓模型,然后在此基础上结合CFD软件仿真实现湍流模型,并对湍流流场进行了分析,最后在建立的湍流尾迹模型基础上研究了湍流尾迹的电磁散射特性。4.应用现在发展迅速的计算机并行技术,即MPI和OpenMP并行加速技术对文中Kelvin尾迹的电磁散射计算程序进行并行加速处理。通过并行处理减少了仿真时间,提高了计算效率,从而满足电大尺寸舰船尾迹电磁仿真需求,同时也为复杂海洋环境下舰船的探测和追踪提供了技术支持。