随机粗糙面散射的基本理论与方法PDF电子书下载

第1章　随机粗糙面建模 1

1.1　随机粗糙面相关基本知识 1

1.2　随机粗糙面建模的蒙特卡罗方法 4

1.2.1　一维粗糙面建模的蒙特卡罗方法 4

1.2.2　二维粗糙面建模的蒙特卡罗方法 6

1.3　实际动态粗糙海面及其建模 8

1.3.1　实际粗糙海面的基本知识 9

1.3.2　实际动态粗糙海面的功率谱及蒙特卡罗方法建模 10

1.3.3　实际动态粗糙海面的分形模型 16

1.3.4　海浪波方程 29

参考文献 30

第2章　粗糙面电磁散射近似方法 32

2.1　积分方程方法 33

2.1.1　散射场和散射功率 33

2.1.2　散射系数 35

2.1.3　数值结果及其分析 38

2.2　Kirchhoff近似方法 40

2.2.1　求解切向场？×E和？×H 40

2.2.2　驻留相位法 41

2.2.3　标量近似法 44

2.2.4　数值结果及其分析 46

2.3　微扰法 47

2.3.1　散射问题公式 47

2.3.2　场强幅值的确定 48

2.3.3　极化系数的确定 50

2.3.4　散射系数的推导 51

2.3.5　数值结果及其分析 52

2.4　小斜率近似方法 53

2.4.1　小斜率近似的散射振幅 53

2.4.2　小斜率近似的双站散射系数 54

2.4.3　数值结果及其分析 55

2.5　双尺度方法 56

2.5.1　粗糙面电磁散射的双尺度方法 56

2.5.2　双尺度法计算实际粗糙海面的电磁散射系数 59

参考文献 61

第3章　粗糙（海）面电磁散射数值方法 62

3.1　矩量法在一维粗糙面电磁散射中的应用 63

3.1.1　矩量法的基本原理 64

3.1.2　矩量法在一维导体粗糙面电磁散射中的应用 66

3.1.3　矩量法在一维介质粗糙面散射中的应用 72

3.1.4　数值计算及结果分析 73

3.2　快速多极子方法在一维大尺度海面掠入射电磁散射中的应用 75

3.2.1　快速多极子方法 76

3.2.2　快速多极子方法在导体粗糙面电磁散射中的应用 78

3.2.3　快速多极子方法在介质粗糙面电磁散射中的应用 84

3.3　FDTD研究一维粗糙面的电磁散射 85

3.3.1　FDTD的基本原理 85

3.3.2　FDTD在一维粗糙面电磁散射中的应用 86

3.4　TDIE研究一维粗糙面瞬态散射特性 92

3.4.1　TDIE的基本原理 93

3.4.2　TDIE在一维粗糙面瞬态电磁散射中的应用 98

3.5　粗糙面电磁散射并行数值计算方法 101

3.5.1　并行计算基本知识 101

3.5.2　基于消息传递的并行计算 104

3.5.3　并行矩量法在二维导体粗糙面电磁散射中的应用 106

3.5.4　并行FDTD在二维粗糙面电磁散射中的应用 113

参考文献 119

第4章　分层粗糙面的电磁散射 121

4.1　锥形波入射下Kirchhoff近似求解一维分层粗糙面电磁散射 121

4.1.1　锥形波入射下Kirchhoff近似求解单层粗糙面的电磁散射 121

4.1.2　Kirchhoff近似求解分层粗糙面的电磁散射 125

4.2　Kirchhoff近似结合矩量法求解一维分层粗糙面电磁散射 131

4.2.1　基本理论 132

4.2.2　数值计算结果及讨论 133

4.3　时域有限差分法在分层粗糙面电磁散射中的应用 135

4.3.1　一维分层粗糙面的FDTD方法研究 135

4.3.2　二维分层粗糙面的FDTD方法研究 137

参考文献 139

第5章　动态海面散射杂波特征分析 141

5.1　动态海面散射杂波的幅值分布 141

5.1.1　最大似然估计法 141

5.1.2　分布模型及其参数估计 142

5.1.3　一维动态粗糙海面的杂波模拟及统计分析 147

5.1.4　二维动态海面杂波特性分析 150

5.2　动态海面散射杂波的多普勒谱特性 152

5.2.1　二维线性海面模型 152

5.2.2　海面回波多普勒谱频移 153

5.2.3　海面回波多普勒谱展宽 156

5.2.4　数值计算结果与讨论 157

5.3　动态海面散射杂波的混沌特性 162

5.3.1　一维动态粗糙海面后向散射杂波的混沌分析 163

5.3.2　二维动态海面后向散射杂波的混沌分析 169

5.4　分形在动态海面散射杂波研究中的应用 171

5.4.1　豪斯多夫测度和豪斯多夫维数 171

5.4.2　维数的几种计算方法 172

5.4.3　海面回波的分维数 177

参考文献 179

第6章　粗糙面与目标的复合电磁散射 181

6.1　矩量法在粗糙面与目标复合电磁散射中的应用 182

6.1.1　矩量法计算粗糙海面及其上方目标复合电磁散射 182

6.1.2　矩量法计算粗糙海面与其上方漂浮目标复合电磁散射 187

6.1.3　矩量法计算粗糙地面与其下方目标复合电磁散射 191

6.2　Kirchhoff近似与矩量法的混合算法在粗糙面与目标复合散射中的应用 198

6.3　时域有限差分方法在粗糙面与目标复合电磁散射中的应用 205

6.3.1　FDTD在一维粗糙海面与二维目标复合电磁散射中的应用 205

6.3.2 FDTD在一维分层高斯粗糙面与二维目标复合电磁散射中的应用 208

6.3.3　FDTD在二维高斯粗糙面与三维目标复合电磁散射中的应用 210

6.4　双尺度方法在粗糙海面及其与上方泡沫层复合散射中的应用 212

6.5　互易性定理在粗糙海面与目标复合电磁散射中的应用 219

6.5.1　互易性定理用于求解粗糙海面与其上方平板目标的复合电磁散射 219

6.5.2　互易性定理用于求解粗糙海面与其上方尖锥目标的复合电磁散射 241

参考文献 250

第7章　粗糙面电磁散射的相关逆问题 253

7.1　基于空间场重构理论的粗糙面逆散射算法 253

7.1.1　频域逆散射算法 254

7.1.2　超宽带脉冲电磁波逆散射算法 261

7.2　粗糙面统计参数的反演与重构 267

7.2.1　分数布朗运动粗糙面的分维数重构算法 267

7.2.2　高斯粗糙面的相关长度和均方根高度的重构算法 280

7.3　基于遗传算法和粒子群优化的粗糙面参数反演 285

7.3.1　遗传算法在粗糙面参数反演方面的应用 285

7.3.2　粒子群优化在海上风速反演方面的应用 288

7.4　神经网在粗糙面与目标复合散射模型建立中的应用 293

7.4.1　神经网络的基本理论 293

7.4.2　基于RBF神经网络的粗糙面与目标复合散射模型建立 295

参考文献 299