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降雨环境及近场目标毫米波散射特性的研究

马惠惠  
【摘要】:毫米波系统具有众多优点,其军用和民用前景十分光明。但在毫米波系统中,目标多处于近场区且毫米波在大气传播中会受对流层物质的严重影响,其中以降雨的影响最为显著。故毫米波降雨及近场目标的散射特性一直以来都是人们关注的热点。 本文主要研究了毫米波降雨及近场目标的散射特性。首先,介绍了雨滴介电常数、几何形状、雨滴尺寸分布和雨滴的电磁散射特性,并给出了电磁散射近场区和远场区的划分方法。分析了波在随机离散介质中传播的多重散射效应。考虑降雨多重散射的影响后,利用蒙特卡罗方法计算了降雨的衰减值。应用后向散射增强理论,研究了后向散射增强对降雨散射系数的影响。其次,通过微波仿真软件得到目标模型的三角面元数据,根据物理光学法和面元法分析了目标的近场RCS特性。最后,介绍了毫米波雷达的组成和工作原理,分析了降雨的后向散射增强对毫米波雷达探测性能的影响。计算结果表明:在毫米波波段,存在降雨的后向散射增强效应,目标近场RCS特性与远场RCS特性有诸多差异,后向散射增强会引起雷达接收信杂比的减小和杂噪比的增加。 本文的研究结果对毫米波系统的发展应用及目标识别具有重要的实际意义。


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