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粗糙面波束散射研究及其应用

薛谦忠  
【摘要】: 本文分析研究了粗糙面波束散射的特性,内容包括理论研究和工程应用,其主要工 作如下: 1.基于波谱展开方法和基尔霍夫近似理论研究了三维高斯波束被粗糙面的散射特 性。导出了非相干散射截面的理论公式,数值分析了波束参数、粗糙面的介电 性质和极化特性对散射截面的影响。 2.利用波束模拟的方法研究了高斯宽波束被理想导体粗糙面的散射特性。结果表 明波束模拟的方法与矩量法计算的结果符合的很好。并分析指出了利用模拟方 法的计算结果的精度与粗糙面的统计参数、子波束个数和极化特性的依赖关系。 3.基于统计微扰理论研究了低掠射角时具有诺曼边界条件的粗糙面的散射特性, 导出了非相干散射截面与掠射角的关系。在平面波入射时,非相干散射截面与 入射方向和散射方向的掠射角的平方成正比,后向散射截面与略入射角的四次 方成正比;在有限宽波束入射时,非相干散射截面与波束宽度有关,当波束的 宽度很大时,非相干散射截面与平面波入射时相同;当束宽很小时,非相干散 射截面趋于常数。 4.研究了激光引信光束对复杂目标在近场交会过程的散射特性。根据有关测量数 据,提出了激光引信的发射波束的理论模型;结合粗糙面的散射特性,导出了 面元散射功率方程;给出了激光引信光束对复杂目标在近场交会过程的散射特 性计算方法,并以F16飞机为例,通过几何建模、消隐,计算了目标不同姿态、 不同脱靶量和不同脱靶方位角时,弹目交会过程激光引信接收系统的接收功率。


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