随机粗糙面与目标复合散射数值模拟理论和方法

随机粗糙面与目标复合散射数值模拟理论和方法

金亚秋, 刘鹏, 叶红霞, 著

出版社:科学出版社

年代:2008

定价:77.0

书籍简介:

随机粗糙面电磁散射在十分广泛的领域中有重要作用。在空间遥感与对地目标检测中,自然地表面和海面等都是随机起伏的粗糙表面,其散射与辐射传输特性直接影响遥感与目标监测信息的获取与诠释。多年来,随即粗糙面电磁散射理论建模与解析解的研究用于说明和理解散射过程已经取得了较为成熟的发展。随着计算机与计算技术的发展,从Maxwell方程或电磁场积分方程出发,数值地计算与模拟随机粗糙面与目标电磁散射的研究在近年里得到特别的重视。其主要的研究进展在于发展以矩量法为代表的快速有效算法数值地计算粗糙面电磁散射的矩阵方程。其优点在于不需要解析解的近似条件,能纳入多次散射、低掠角入射等条件。但缺点是计算量大,随着建模尺度大和问题的几何构造复杂,对计算量的要求往往难以满足。在对地目标监测中,随机粗糙地面的散射往往看成是干扰目标识别的杂波。当随机粗糙面上方或下方有体目标存在时,电磁散射包含了分布性随机粗糙面与特定体目标之间复杂的电磁相互作用。这种相互作用在粗糙面与体目标的复合散射建模一般难以简单地采用解析近似解的方式,而复杂的相互作用的数值模拟解需要发展既切实可行、又能充分说明物力机制的方法,从而为粗糙面杂波环境中目标散射特征的识别与提取提供物理的数值化的基础。为适应空间遥感与对地目标检测的建模模拟的发展,近年来开展了随机粗糙面与体目标共存时复合电磁散射的建模与数值模拟的研究,研究着重阐明粗糙面与体目标复合电磁散射的物理机制,其主要特征的提取,在pc机允许的计算量上完成理论建模与数值模拟。

书籍目录:

前言

参考文献

第一章随机粗糙面散射的解析理论与方法

1.1大尺度起伏粗糙面散射的Kirchhoff近似解(KA)

1.2小尺度起伏粗糙面散射的微扰近似解(SPA)

1.3双尺度起伏粗糙面散射的近似解(TSA)

1.4粗糙面散射的阴影遮蔽函数

1.5具随机粗糙界面非均匀介质层全极化脉冲回波Mueller矩阵解

附录1-5A粗糙面散射积分方程解(IEM)的Mueller矩阵

1.6海面上运动目标与箔条云DP频移仿真

参考文献

第二章随机粗糙面散射的FBM/SAA方法

2.1电磁场积分方程

2.2矩量法(MoM)

2.3锥形波

2.4FBM/SAA计算分形粗糙介质面的双站散射

2.5双网格FBM/SAA法

参考文献

第三章粗糙面与面上目标电磁散射GFBM,SAA方法

3.1GFBM/SAA方法

3.2随机粗糙面的产生与PM谱

3.3粗糙海面与船目标散射的GFBM/SAA计算

参考文献

第四章二维差场散射的快速互耦迭代算法

4.1差场散射的耦合方程

4.2Green函数分析耦合方程

4.3快速互耦迭代算法

4.4算法性能分析

4.5介质目标的散射

4.6多目标散射

参考文献

第五章解析KA与数值MoM混合算法

5.1二维解析-数值混合算法

5.2参数选择与算法性能分析

5.3二维随机粗糙面的谱FFT产生方法

5.4三维解析-数值混合算法

5.5参数选取和算法性能分析

5.6数值结果分析

5.7介质粗糙面感应差场的KA计算

参考文献

第六章粗糙面与临空目标电磁散射FEM/CMPL方法

6.1开域散射问题的FEM理论

6.2FEM-PML求解散射的建模

6.3共形匹配层(CPML)吸收边界

6.4连续场的离散化与系统矩阵的求解

6.5数值结果与物理解释

6.6粗糙面与目标强/弱耦合散射Robin边界条件

6.7迭代Robin边界条件的FFT加速计算

参考文献

第七章大范围海面上舰船与低空目标复合散射的FEM/DDM方法

7.1区域分解法DDM

7.2舰船及低空Vl标的复合模型

7.3复合模型的DDM

7.4数值结果与分析

参考文献

第八章动态海面上低飞目标DP频谱FEM/DDM/TLQSA方法

8.1目标的多普勒(DP)频谱

8.2动态起伏海面的FEM/DDM方法

8.3双级准静态方法TLQSA

8.4数值结果与物理机理分析

参考文献

第九章三维目标与粗糙面散射的FDTD方法

9.1周期延拓粗糙面的FDTD计算

9.2粗糙面与三维目标散射的FDTD计算

9.3超宽带散射的SFDTD方法

参考文献

第十章三维电大船目标与海面复合散射的BART方法

第十一章非均匀月表粗糙面散射计算和SAR成像

第十二章非均匀粗糙面廓线的反演

附录复旦大学波散射与遥感信息教育部重点实验室有关粗糙面散射论文目录

内容摘要:

  本书共分12章。第一章阐述近似解析解的理论研究;第二章至第五章讨论积分方程数值解;第六章至第十章讨论微分方程数值解;第十一章至第十二章讨论物理光学与射线追踪数值解等。本书可作为空间遥感与对地监测、电波传播与信号处理、计算电磁、应用物理等有关领域的研究生、研究人员的研究与教学参考书。  本书总结了作者近十年来在随机粗糙面与目标复合电磁散射的理论建模、数值模拟理论与方法的研究成果,着重从散射理论、数值方法与物理机制分析做一个全面的阐述。  书中首先论述粗糙面散射近似解析解的理论研究,然后讨论目标与粗糙面复合电磁散射的积分方程数值解、微分方程数值解、物理光学与射线追踪数值解等。积分方程数值解包括矩量法、前后向迭代法和广义前后向迭代法、差场散射快速互耦迭代算法、数值矩量法与解析方法的混合迭代算法等。微分方程数值方法包括有限元共形匹配层方法、大范围粗糙面区域分解的有限元方法以及运动目标与海面Doppler谱双级准静态方法、时域有限差分法等。书中还讨论了复杂电大尺寸三维目标和粗糙面环境复合电磁散射物理光学与射线追踪方法,非均匀起伏月球表面物理光学散射及其合成孔径雷达成像模拟,非均匀分形粗糙面廓线反演方法等。书中给出了粗糙海面上舰船、临空目标、月球表面等电磁波探测的应用研究。  本书可作为空间遥感与对地监测、电波传播与信号处理、计算电磁、应用物理等有关领域的研究生、研究人员的研究与教学参考书。

书籍规格:

书籍详细信息
书名随机粗糙面与目标复合散射数值模拟理论和方法站内查询相似图书
9787030212870
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出版地北京出版单位科学出版社
版次1版印次1
定价(元)77.0语种简体中文
尺寸26装帧平装
页数印数

书籍信息归属:

随机粗糙面与目标复合散射数值模拟理论和方法是科学出版社于2008.出版的中图分类号为 O441.4 的主题关于 电磁波散射-数值模拟-研究 的书籍。