水下运动体海面尾迹的电磁散射特性研究在海洋遥感、目标探测以及目标参数反演等领域具有广泛的应用前景。本文主要研究粗糙海面背景下的水下运动体尾迹的电磁散射计算及其散射回波特性。本文是电磁探测水下运动体的前期基础性研究,具有重要的实际意义。1.本文阐述了海面尾迹目标几何模型建立方法。在分析典型海浪谱特点的基础上,分别使用Monte Carlo法和Creamer模型生成线性海面和非线性海面。从流体力学出发,分析水下运动体水动力学尾迹的产生机理,建立Kelvin尾迹、窄V尾迹及内波尾迹几何建模。考虑实际海况,采用波作用量守恒原理分析尾迹与海面的相互作用,仿真作用后的复合模型。2.基于散射贡献面元化的思想,本文采用面元化基尔霍夫算法计算海面尾迹的电磁散射。该算法可以计算单个面元对于整体海面的散射贡献,从面元的角度分析水下运动体尾迹对海面电磁散射的影响。计算时选取锥形波为入射波以消除边缘截断效应,考虑到掠入射情况时的遮蔽效应,计算中加入遮蔽修正函数消除遮蔽影响。分析散射回波特性时引入极化特性分析,提高尾迹目标探测概率。计算过程中考虑到尾迹区域与非尾迹区域盐度温度存在差异这一特点,分析温度盐度对尾迹探测影响。3.基于上述模型及理论进行数值计算与结果分析。数值模拟过程中,分别计算风向、海况、入射角度、运动体运动速度、潜深、尾迹区域温度和盐度等因素对整体及单个面元的电磁散射影响。分析数值计算及仿真结果,总结运动体尾迹电磁散射随上述参数变化趋势。