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含泡沫层动态海面电磁散射修正双尺度研究

杨晓维  
【摘要】: 本文分析了几种典型海谱的模式和特点,并将方向函数加入海谱的模型中,利用蒙特卡罗方法构造出不同风速、风区的二维粗糙海面,并体现二维海面空间各向异性。 研究非高斯海面的海浪水平及垂直方向上的不对称性,对原有的修正双尺度法进一步修正。即,在经典一阶微扰散射系数上增加了与非高斯海面的双谱函数成正比的附加项,反映了海面后向散射系数在逆风和顺风向上观测结果的不对称性。在修正双尺度模型中考虑了曲率效应、遮蔽效应和斜率修正等因素对海面散射系数的影响。数值分析每个修正项对海面电磁后向散射系数的单独影响规律。通过与实验数据的比较,验证各修正项的合理性。 在海面电磁散射修正双尺度模型基础上,进一步考虑深海海面白浪覆盖率,构建了泡沫层体散射海面模型。应用矢量辐射传输理论,计算含一层泡沫A.K.Fung谱海面的后向散射系数随入射角25、40、55 ,风速从2m/s到16m/s变化的曲线,增大了风速的考察范围。通过与实测数据进行对比,表明含泡沫层修正双尺度模型获得的动态海面电磁散射特性比传统的双尺度法获得了进一步改善。 利用蒙特卡罗方法模拟动态的A.K.Fung谱二维海面。利用含泡沫层修正双尺度模型计算不同海况下,不同波段的动态海面电磁后向散射系数,获得了不同海况下海杂波序列信号,以及频谱特征。


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