论文部分内容阅读
动态海洋表面的瞬态散射特性分析是研究海洋遥感、海上目标探测及识别的基础。由于动态的海洋表面可以看成动态的随机粗糙表面,因此对其的研究转化成动态的随机粗糙面的散射特性的研究。随着超宽带在遥感领域的广泛应用,研究动态的随机粗糙面的瞬态散射特性是必然需要。故本文围绕此进行展开。本文采用时域积分方程方法来分析动态海洋表面的瞬态散射特性。为了保证时域积分方程方法(TDIE)结合时间步进算法(MOT)在一维动态海面(即二维问题)的可行性,本文从以下三个方面来阐述。首先,针对二维理想导体目标,采用了二阶B样条函数作为时间基函数和精确计算矩阵元的方法对TDIE进行详细讨论,特别地,所谓的精确求解是将时间维度的积分解析计算,并针对奇异项提取出来精确地解析计算,而对于非奇异项采用高斯数值积分计算。同时,详细的推导出时域电场积分方程、时域磁场积分方程和时域组合场积分方程。一方面给出封闭体和开放体目标的数值算例,对所提方法的收敛性、精确性和可行性展开讨论。另一方面,对比了不同场积分方程的稳定性和精确性,验证了时域组合场积分方程在此两方面的优势。其次,针对二维均匀介质目标,对基于两种不同组合方程(PMCHWT方程和Muller方程)的TDIE方法进行了讨论。采用如上的思想,一方面验证该思想在均匀介质目标的收敛性和精确性,另一方面对比两种不同组合方程对不同介质参数的适用性。最后,基于以上的研究方法和经验,集中讨论海洋表面的瞬态特性及其多普勒特性。一方面,给出一维理想导电海洋的建模、基于TDIE所获得不同海况的散射回波和多普勒特性。特别地,为了提高计算效率和减少内存的占用率,采用了并行技术和对称矩阵压缩技术。另一方面,将理想导电海面扩展到良导体的海面进行研究,采用阻抗边界条件进行近似。并对比海面的理想导体等效和良导体等效的散射特性。