导读:本文包含了粗糙面散射论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:复合电磁散射,随机粗糙面,混合方法,有限元方法
粗糙面散射论文文献综述
何红杰[1]（2019）在《基于有限元方法的粗糙面与目标复合电磁散射快速混合算法研究》一文中研究指出目标与粗糙面的复合电磁散射特性研究在遥感、目标识别以及雷达监控等领域具有重要的应用价值,目前已经发展成为一个重要的研究课题。有限元方法(Finite Elment Method,FEM)是近似处理边值问题的一种数值技术,该方法的基本思想是用有限个子域来表示整个连续区域,在各子域内,将待求量用若干个带有未知系数的插值函数表示,最后求解由里兹方法或伽略金方法得到的矩阵方程组即可得到待求边值问题的解。有限元方法是处理非均匀介质问题的强大工具,本文基于有限元方法对粗糙面与目标复合电磁散射的快速混合方法开展了相关研究,论文主要工作概括如下:将二维标量FE-BI-FMM方法引入到一维介质粗糙面与二维涂覆目标的复合电磁散射研究中,重点研究了不同极化波入射下介质粗糙面与半掩埋涂覆目标、介质粗糙面上方多个涂覆目标以及分层介质粗糙面与上方涂覆目标的复合电磁散射特性。为了快速获得复合模型的散射信息,采用混合迭代求解器求解最终的FEM-BIM矩阵方程组,即采用并行LU分解法直接求解FEM矩阵,采用GMRES法迭代求解BIM矩阵,并采用FMM技术加速迭代求解过程,进一步提高了算法的计算效率,减少了计算资源消耗,大大提高了算法对电大尺寸粗糙面与目标复合电磁散射问题的处理能力。为了研究叁维涂覆目标与粗糙面的复合电磁散射特性,将基于四面体棱边基函数的叁维矢量FE-BI-FMM引入到二维导体/介质粗糙面与上方/下方(多个)涂覆目标的复合电磁散射特性研究中,推导了不同情形下复合模型的FE-BI-FMM公式。通过与矩量法(Method of Moment,MoM)和传统FEM-BIM方法计算结果对比,验证了算法的正确性。数值结果表明,相较于传统FEM-BIM方法,FE-BI-FMM具有计算速度快、内存需求小等优点,是处理粗糙面与(多个)涂覆目标复合电磁散射问题的高效算法。针对二维电大尺寸导体/介质粗糙面与上方/下方涂覆目标的复合电磁散射问题,将叁维矢量FEM-BIM与高频方法KA结合,提出了一种高低频混合算法。采用FEM-BIM处理涂覆目标的散射场,KA计算粗糙面的散射场,目标与粗糙面之间的多重耦合作用通过更新目标和粗糙面表面的感应电磁流进行考虑,并采用FMM和OpenMP并行加速技术加速混合算法的迭代求解过程,大大提高了算法的求解效率。最后以涂覆战斧导弹、NASA杏仁体等目标为例,数值计算了TE极化和TM极化状态下复合模型的RCS和d-RCS,与FE-BI-FMM以及镜像Green函数法的对比结果验证了算法的正确性和高效性。将TDFEM方法引入到粗糙面及其与目标复合电磁散射特性研究中,采用完全匹配层(Perfectly Matched Layer,PML)对计算区域进行网格截断,它可以无反射地吸收复合模型散射的外向行波。通过在整个计算区域内引入总场边界,将整个计算域分为总场区和散射场区,在包含复合模型的总场区,采用总场公式计算,在包含PML层的散射场区,采用散射场公式处理,满足PML层只对外向行波吸收的条件。分别计算了时谐波源和脉冲波源入射下一维导体粗糙面及其与上方目标复合电磁散射的双站散射系数和瞬态远场响应,与矩量法和时域积分方程方法(Time Domain Integral Equation,TDIE)的对比结果验证了算法的正确性。TDFEM-PML的理论通用性强,在处理粗糙面上方多个目标的电磁散射中具有一定的优势,但是由于PML需要设置在距离复合模型一定距离处,且需要对整个计算域剖分,因而算法计算资源消耗较大。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2019-06-01）
李欣雪,徐殿双,吴琼,任瑾[2]（2019）在《遮蔽效应下粗糙面电磁散射研究》一文中研究指出农业遥感技术的兴起为植被信息的获取提供了可能,通过遥感技术获取精确地植被信息尤为重要,对于地面的电磁散射研究必不可少。本文是结合基尔霍夫近似理论,在研究遮蔽效应的基础上对随机粗糙面进行模拟,建立了可靠地随机粗糙面模型。当前,基于全球碳循环的地球环境变化备受关注,地球表面生物量的多少和分布对于全球碳循环极为重要。碳主要以森林生物量形式存在,对生物量变化的监测可为了解全球碳循环提供最(本文来源于《电子世界》期刊2019年09期）
王晶晶[3]（2019）在《特征基函数法在粗糙面电磁散射中的应用》一文中研究指出矩量法(Method of Moments,MoM)以其无需额外设置边界条件、计算精度高等优点而被广泛应用于粗糙面电磁散射的数值仿真中,然而MoM的矩阵方程是一个满阵方程,在处理具有较多未知量的粗糙面电磁散射问题时对计算机内存的需求过大,耗时过长。本文首先利用特征基函数法(Characteristic Basis Function Method,CBFM)研究了一维粗糙面及其与目标的复合电磁散射。然后,通过引入迭代收敛门限,采用自适应修正特征基函数法(Adaptively Modified Characteristic Basis Function Method,AMCBFM)研究了一维理想导体(Perfectly Electric Conductor,PEC)粗糙面的电磁散射,实现了次要特征基函数的自适应终止。最后将AMCBFM与梅利技术(AMCBFM-Maehly)结合研究了一维粗糙面的宽带电磁散射特性。本文的主要工作如下:1、给出了MoM的基本原理,并推导了基于MoM的一维PEC粗糙面电磁散射的积分方程和矩阵方程,给出了矩量法在介质粗糙面及其与导体目标复合电磁散射中的理论公式,讨论了均方根高度、相关长度、圆柱目标的半径和位置对电磁散射特性的影响。2、介绍了CBFM的基本原理,将CBFM应用于一维PEC粗糙面电磁散射中,并将CBFM应用于介质粗糙面的仿真计算中,讨论了粗糙面分区的子域数和次要特征基函数的阶数对仿真结果的影响。3、引入AMCBFM的基本原理,并将其应用于一维PEC粗糙面的电磁散射的仿真计算中,将所得的计算时间和结果与MoM作对比,说明AMCBFM的的精确性和有效性。4、将AMCBFM与Maehly结合用于求解一维粗糙面的宽带电磁散射特性,并将所得的计算结果与MoM进行对比,说明算法的精确性和有效性。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-05-01）
欧湛,郑小平,耿华[4]（2019）在《粗糙面散射对太赫兹雷达成像的影响》一文中研究指出传统毫米波安检雷达成像基于点目标假设而忽略了散射的影响,但随着频率提升至太赫兹(THz)频段,目标表面应视为粗糙而须考虑散射的影响。该文采用微扰法(SPM)求解粗糙表面的后向散射系数,在传统安检雷达成像模型的基础上模拟了不同粗糙度下的成像结果。通过与Lambert表面和理想镜反射表面的模拟成像结果对比,分析了粗糙度和频率等散射关键参数对太赫兹成像结果的影响。结果表明:在太赫兹安检雷达成像场景下,材料表面后向散射角越宽,成像质量越好;后向散射特性曲线的角宽度和形状共同影响成像分辨率和峰值旁瓣比;提高电磁波频率有利于粗糙表面成像。(本文来源于《清华大学学报(自然科学版)》期刊2019年05期）
刘颖,郭立新[5]（2019）在《地下埋藏目标与分层粗糙面复合散射探地雷达回波特性研究》一文中研究指出为了更好地解译探地雷达(ground-penetrating radar, GPR)回波数据,建立了一种二维时域有限差分模型,用于模拟地下分层结构(混凝土层/粘土层)和多个埋藏目标(金属板/条、空洞、水/油管)的GPR探测.对于该模型,地下分层结构中的分界面设置为粗糙界面,采用电磁微分高斯脉冲作为GPR源,并用单轴完全匹配层介质对计算区域边界进行截断以模拟无界区域.通过数值计算得到了探地雷达B-scan扫描的回波仿真结果,并讨论了埋藏深度、几何形状、介电常数、电导率等对回波散射特性的影响,以及目标受其上方不同粗糙度的粗糙界面影响而产生的回波形态的改变.该结果中显示的各个回波的形态、方位、振幅强弱以及到达的时间均与模型中各个结构的外形、位置、媒质特性及埋藏深度相一致,验证了该计算模型的有效性.(本文来源于《电波科学学报》期刊2019年01期）
李永兴[6]（2019）在《随机粗糙面电磁散射解析模型研究》一文中研究指出随机粗糙面的电磁散射理论在微波遥感领域起着举足轻重的作用,在遥感实践和目标的检测中有十分重要的地位。对陆地等实际表面的遥感中,雷达的入射波与表面发生复杂交互作用,产生各个方向的散射波,这些散射波中包括陆地海洋表面中了各种类型的地表信息。根据接收端雷达接收到的系数,可以反演出土壤含水量、农作物成分等参数,用于环境勘查、海陆目标检测等。粗糙面的电磁波散射是一个有多种参量参与其中的复杂过程,因而研究以陆地和海洋表面为代表的粗糙面的电磁波散射特性具备十分重要的理论意义。本文主要研究常见二维随机粗糙面的电磁波散射模型的解析方法。介绍了基尔霍夫近似(KA)、积分方程模型(IEM)等经典散射模型以及基于IEM的改进积分方程模型(AIEM)和扩展改进积分方程模型(EAIEM)。针对EAIEM模型,提出了基于两种局部入射角近似方法、以粗糙面参数以及入射波特性作为度量的反射系数过渡模型;针对较复杂的指数谱型粗糙面,引入带限指数功率谱密度来解决无法求导的问题;由泰勒近似得到了误差函数的二阶近似,分别针对由基尔霍夫项和补充项交互得到的交叉项、补充项,在原解析模型的基础上增加若干由二阶近似得到的误差函数附加项。在模型仿真中分为后向散射和双站散射两个方面来验证修正的EAIEM模型的精度。实验结果表明EAIEM后向散射和双站散射两个方面都表现良好,由于菲涅尔反射系数过渡模型的引入以及误差函数的二阶近似,在不降低EAIEM模型的适用范围的同时提高了模型的精度。尤其在处理双站散射的高频高散射角度问题时,较AIEM模型有较明显的改善效果。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-01-01）
李科[7]（2018）在《时域有限差分法和物理光学法在粗糙面与目标复合电磁散射中的应用》一文中研究指出本论文围绕粗糙面与目标复合电磁散射开展研究,具体采用时域有限差分法(FDTD)和物理光学法(PO)两种方法。时域有限差分法是一种时域低频数值方法,它通过电场和磁场在空间和时间的差分递推模拟电磁波传播以及电磁波与物质的相互作用,因而不需要求解格林函数和矩阵方程,其操作方法简单灵活,优点是可以处理结构及媒质组成较为复杂的模型并且计算精度很高,但是计算速度较慢,并且对计算机内存消耗很大,很难满足快速高效求解电大尺寸问题的需求。物理光学法是一种频域高频近似方法,它根据几何光学近似计算散射体上的表面感应电流,将散射场表示为该感应电流的积分,其物理概念清晰且易于编程实现,优点是对计算机资源消耗少可以快速解决电大尺寸问题,但是其在大角度散射区域得到的结果不准确。本文根据两种方法的优缺点,将时域有限差分法应用到双负材料涂覆目标与粗糙面的复合电磁散射中,将物理光学法应用到目标与大尺寸粗糙面的复合电磁散射中。论文主要工作包含以下几个部分:一.借助Drude色散模型,通过引入辅助极化电磁流密度的方式重构了双负材料模型中的麦克斯韦方程组,利用FDTD方法模拟了电磁波在一维和二维双负材料中的传播特性,并利用FDTD计算了二维涂覆双负材料目标的雷达散射截面(RCS),计算结果表明双负材料涂层可以有效地减小目标雷达散射截面。首次将双负材料涂覆目标与随机粗糙面相结合,研究了一维粗糙面与涂覆双负材料目标的复合散射特性,并通过详细分析不同双负材料涂层等离子体频率、等离子体碰撞频率以及厚度对复合散射系数的影响,讨论了双负材料媒质的隐身机理。二.将PO与PO结合提出了PO-PO算法。该算法将PO方法分别应用到目标和粗糙面上,结合多路径思想和惠更斯原理通过迭代的方式求解粗糙面与目标之间的耦合场。利用该方法求解了一维粗糙面与二维目标的复合散射,并与传统矩量法(MoM)结果进行了对比验证。结果发现,虽然该算法是高频近似方法之间的结合,但是精度依然很高,适合于计算电大尺寸模型。另外研究了粗糙面参数、目标参数、入射波参数等对散射系数的影响,计算了时变动态海面上方高速飞行导弹目标的多普勒谱,并详细分析了海面风速、入射角度、飞行目标高度以及耦合效应对多普勒谱的影响。叁.针对PO-PO方法中PO计算大粗糙度粗糙面上的一次电磁流不够准确的问题,采用更为准确的积分方程方法(IEM)计算了大粗糙度粗糙面的电磁散射,并进一步将IEM和PO结合,推导了IEM-PO混合方法。利用该方法计算了高海情下一维粗糙海面以及大粗糙度下一维粗糙地面与上方目标的双站雷达散射系数,并与MoM的结果进行了对比,结果表明两种方法在中小角度内具有很好的一致性,并进一步讨论了不同风速、不同入射角以及不同目标尺寸等参数对散射系数的影响。四.在PO-PO和IEM方法的启发下,提出了一种在粗糙面上下方表面都进行迭代的双迭代物理光学法(BIPO)。该方法根据边界条件将粗糙面上方的等效电磁流引入到粗糙面下方,当粗糙面上下方都有目标存在时,通过上下方同时迭代的方式计算粗糙面和目标上的表面电磁流。经过验证,基于该双迭代机理的BIPO相较于PO-PO的应用范围大大扩展,可以计算粗糙面中半掩埋目标模型、分层粗糙面与目标的复合模型以及分层粗糙面模型,利用该方法计算了一维海面上不同漂浮二维模型和两层地面上方二维目标模型的复合散射系数,详细分析了目标类型、尺寸、粗糙面粗糙度等参数对雷达散射系数的影响。五.将二维空间中的PO-PO方法扩展至叁维空间,推导了PO-PO方法计算叁维目标和二维粗糙面复合散射系数的公式。利用PO-PO方法计算了二维粗糙面上方叁维目标的差场散射系数,并将涂覆目标建模成分层模型,计算了粗糙面上方涂覆目标的差场散射系数,通过与商业软件和其他数值算法的对比,验证了其正确性。本文还利用该方法计算了叁维分层粗糙面的散射,分析了不同粗糙面参数对归一化雷达散射系数的影响。针对PO-PO在迭代计算中的时间高消耗问题,采用基于OpenMP的多核并行高性能计算,加速了耦合感应电磁流的计算,测试结果表明,基于OpenMP的并行代码能有效减少计算时间。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-09-01）
王强[8]（2018）在《粗糙面与目标复合电磁散射的时域积分方程方法研究》一文中研究指出论文针对时间步进算法数值不稳定性和计算效率低下问题,开展随机粗糙面与目标复合散射时域积分方程稳定算法和快速混合算法研究。为了改善数值算法的稳定性,利用二阶中心差分公式计算磁矢势二阶导数项以减少数值误差,得到了二维目标、粗糙面以及目标与粗糙面电磁散射稳定算法。为了提高数值计算效率,给出了粗糙面与目标复合电磁散射的TDIE–TDKA混合方法。研究结果表明:TDIE–TDKA混合方法不仅对粗糙海面与漂浮舰船目标复合电磁散射场景有效,对粗糙海面与上方多目标复合电磁散射计算也同样适用。为了进一步提高数值计算效率,提出了粗糙面与上方目标复合电磁散射多区域TDIE算法。论文主要研究成果如下:基于磁矢势一阶导数的后向差分公式对时域电场积分方程进行显式时间步进求解,计算了二维目标、一维粗糙面、二维目标与一维粗糙面复合模型的瞬态电流。讨论了二维目标尺寸、时间步长、剖分尺度、粗糙面的粗糙度、目标与粗糙表面距离对瞬态电流稳定性的影响。结果表明,时间步越长、目标尺寸越大、粗糙表面越光滑,瞬态电流越稳定;对于粗糙面与目标复合模型,瞬态电流不稳定性急剧增加,并且目标尺寸越小、目标与粗糙面距离越近,瞬态电流越不稳定。为了改善时域积分方程的数值稳定性,利用二阶中心差分公式计算磁矢势项。分别对二维目标,一维粗糙面以及目标与粗糙面复合模型开展算法的稳定性研究。数值结果表明,对于单独目标、单独粗糙面以及粗糙面与目标复合模型都能得到更加稳定的数值结果。给出了粗糙海面与舰船目标复合电磁散射的TDIE–TDKA混合算法。该方法将粗糙海面与舰船目标复合模型划分为TDIE和TDKA区域。TDIE区域包括舰船目标及其近邻海面,剩余电大尺寸粗糙海面为TDKA区域。求解过程中考虑了两个区域表面电流的相互耦合作用以保障混合算法的计算精度。与传统TDIE算法相比较,TDIE-TDKA混合算法能够大大提高数值计算效率。利用混合算法研究了海面上方风速、舰船目标尺寸、吃水深度对瞬态散射场的影响。建立了粗糙海面与上方多目标复合电磁散射TDIE-TDKA混合算法理论模型。将电大尺寸粗糙海面划分为TDKA区域,将粗糙面上方每一个目标视为一个TDIE区域。考虑到TDIE区域之间以及TDIE区域与TDKA区域之间的耦合,得到了求解粗糙海面与其上方多目标复合瞬态散射矩阵方程。数值结果表明TDIE-TDKA混合算法对于粗糙面与上方多目标复合模型同样适用。此外,分析讨论了海面上方目标数量、目标尺寸、目标高度、目标间距以及海面上方风速对复合模型瞬态散射场的影响。为了进一步提高数值计算效率,提出了粗糙面与其上方目标复合电磁散射的多区域TDIE算法。在多区域模型中,根据锥形脉冲波强度沿粗糙表面不均匀分布的特点,将粗糙面分成多个区域;粗糙面中心区域入射波强度较大,该区域分配为主区域,主区域包括粗糙面上方目标。入射波强度较小的区域分配为辅助区域。主区域瞬态散射场通过传统TDIE方法计算,而辅助区域瞬态散射场通过TDKA方法计算。为了保障计算的精度,求解过程中考虑了各区域之间相互耦合作用。与TDIE-TDKA混合算法相比较,多区域TDIE算法计算效率得到进一步提升。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-09-01）
徐润汶,郭立新,宋小弟[9]（2018）在《随机粗糙面电磁散射特性的FEM/PML研究》一文中研究指出基于有限元/完全匹配层(FEM/PML)方法,本文针对随机粗糙面的电磁散射问题进行了讨论。粗糙面电磁散射问题属于开放型电磁散射问题,然而由于计算资源的限制,往往需要将无限大区域截断为有限区域以便进行讨论。完全匹配层(Perfectly matched layer)具有对外向行波吸收效果好,频率适应性强的优点,因而被广泛应用于有限元边界。本文通过蒙特卡洛方法对粗糙面进行了模拟建模,利用PML边界对无限大仿真区域进行了截断,内部采用FEM处理,最后基于该方法对随机粗糙面电磁散射特性进行了仿真计算。(本文来源于《微波学报》期刊2018年S1期）
高正平,郭靖锋[10]（2018）在《随机粗糙面上解决低频崩溃问题的电磁散射研究》一文中研究指出本文用线性滤波法模拟了二维随机粗糙表面,介绍了新型的积分方程增量型电场积分方程(AEFIE)。并用新型的积分方程来解决计算随机粗糙面的RCS面临的低频崩溃问题。采用商业FEKO软件中矩量法(MOM)对随机粗糙面双站散射系数σ进行计算时,由于低频下剖分尺寸远小于波长,产生低频崩溃问题,使得低频求解中得不到精确的解,导致计算时间过长以及计算的散射系数误差较大等情况的产生。本文又采用了自编程软件的AEFIE并用多层快速多极子法加速与商业FEKO软件中传统多层快速多极子算法(MLFMA)对随机粗糙面双站散射系数σ进行计算与对比,不仅表明了AEFIE方法计算随机粗糙面散射系数σ的准确性,也突出了AEFIE方法用多层快速多极子算法加速后占用内存更少以及更高效的特性。同时也验证了均方根高度和相关长度的变化对RCS的影响,最后得出结论。(本文来源于《信息记录材料》期刊2018年06期）
粗糙面散射论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
农业遥感技术的兴起为植被信息的获取提供了可能,通过遥感技术获取精确地植被信息尤为重要,对于地面的电磁散射研究必不可少。本文是结合基尔霍夫近似理论,在研究遮蔽效应的基础上对随机粗糙面进行模拟,建立了可靠地随机粗糙面模型。当前,基于全球碳循环的地球环境变化备受关注,地球表面生物量的多少和分布对于全球碳循环极为重要。碳主要以森林生物量形式存在,对生物量变化的监测可为了解全球碳循环提供最
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
粗糙面散射论文参考文献
[1].何红杰.基于有限元方法的粗糙面与目标复合电磁散射快速混合算法研究[D].西安电子科技大学.2019
[2].李欣雪,徐殿双,吴琼,任瑾.遮蔽效应下粗糙面电磁散射研究[J].电子世界.2019
[3].王晶晶.特征基函数法在粗糙面电磁散射中的应用[D].安徽大学.2019
[4].欧湛,郑小平,耿华.粗糙面散射对太赫兹雷达成像的影响[J].清华大学学报(自然科学版).2019
[5].刘颖,郭立新.地下埋藏目标与分层粗糙面复合散射探地雷达回波特性研究[J].电波科学学报.2019
[6].李永兴.随机粗糙面电磁散射解析模型研究[D].浙江大学.2019
[7].李科.时域有限差分法和物理光学法在粗糙面与目标复合电磁散射中的应用[D].西安电子科技大学.2018
[8].王强.粗糙面与目标复合电磁散射的时域积分方程方法研究[D].西安电子科技大学.2018
[9].徐润汶,郭立新,宋小弟.随机粗糙面电磁散射特性的FEM/PML研究[J].微波学报.2018
[10].高正平,郭靖锋.随机粗糙面上解决低频崩溃问题的电磁散射研究[J].信息记录材料.2018