小粗糙度表面上方物體的散射.pdf

1、粗糙面的散射問題是電磁波散射領域的重要分支,并且在許多學科中有實際應用的價值。有關粗糙面的課題包括粗糙面建模,粗糙面與目標的散射特性,多次散射及漫散射等。對粗糙面散射問題的分析方法也分為解析方法和數值方法,兩者各有其優勢。如果將粗糙面作為樣本空間中的一個樣本,那么散射波場就是粗糙面的泛函,由高斯隨機面產生散射波場是滿足高斯統計的隨機泛函。利用泛函分析方法的優勢在于,隨機散射波場的數學描述中已經包含了多重散射,可以解析地研究各種統計性質,

2、并且可以得到類似微擾法的多重散射項。
　　 本文應用隨機泛函方法研究一維以及二維小粗糙度表面上方物體的波散射。由粗糙表面的隨機格林函數以及邊界條件,可以將物體和粗糙面相聯系,從而簡化分析過程。本文計算了小粗糙度表面上方圓柱和圓球的非相干散射(包括Dirichlet和Neumann邊界條件)角分布,結果證明粗糙面上方的物體會使后向散射顯著增強,在Neumann邊界條件時由于表面波的存在這一現象尤為明顯。
　　 本研究分為五

3、個部分。第一章主要討論了粗糙面散射理論的基本概念、發展歷史、主要的研究課題、部分實際應用的領域以及處理不同粗糙面的理論基礎。第二章主要討論了兩種處理滿足特定條件的粗糙面的經典理論,Kirchhoff近似和微擾法。第三章討論了隨機泛函方法處理粗糙面的模型、均勻隨機場、隨機格林函數以及該模型下得到的相干和非相干散射角分布。第四章以高斯隨機面上方水平放置的圓柱體的散射角分布為例,并討論了不同條件下的后向散射增強現象。第五章將情況推廣到二維,討