隨機(jī)粗糙面與目標(biāo)復(fù)合散射數(shù)值模擬理論與方法

內(nèi)容概要

本書總結(jié)了作者近十年來(lái)在隨機(jī)粗糙面與目標(biāo)復(fù)合電磁散射的理論建模、數(shù)值模擬理論與方法的研究成果，著重從散射理論、數(shù)值方法與物理機(jī)制分析做一個(gè)全面的闡述。    書中首先論述粗糙面散射近似解析解的理論研究，然后討論目標(biāo)與粗糙面復(fù)合電磁散射的積分方程數(shù)值解、微分方程數(shù)值解、物理光學(xué)與射線追蹤數(shù)值解等。積分方程數(shù)值解包括矩量法、前后向迭代法和廣義前后向迭代法、差場(chǎng)散射快速互耦迭代算法、數(shù)值矩量法與解析方法的混合迭代算法等。微分方程數(shù)值方法包括有限元共形匹配層方法、大范圍粗糙面區(qū)域分解的有限元方法以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)與海面Doppler譜雙級(jí)準(zhǔn)靜態(tài)方法、時(shí)域有限差分法等。書中還討論了復(fù)雜電大尺寸三維目標(biāo)和粗糙面環(huán)境復(fù)合電磁散射物理光學(xué)與射線追蹤方法，非均勻起伏月球表面物理光學(xué)散射及其合成孔徑雷達(dá)成像模擬，非均勻分形粗糙面廓線反演方法等。書中給出了粗糙海面上艦船、臨空目標(biāo)、月球表面等電磁波探測(cè)的應(yīng)用研究。    本書可作為空間遙感與對(duì)地監(jiān)測(cè)、電波傳播與信號(hào)處理、計(jì)算電磁、應(yīng)用物理等有關(guān)領(lǐng)域的研究生、研究人員的研究與教學(xué)參考書。

作者簡(jiǎn)介

金亞秋，1970年畢業(yè)于北京大學(xué)，1978年中國(guó)科學(xué)院首批公派出國(guó)研究生，1982、1983、1985年分別獲美國(guó)麻省理工學(xué)院（MlT）科學(xué)碩士、電氣工程師，博士學(xué)位。現(xiàn)為復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授、波散射與遙感信息教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的中青年科技專家，上

書籍目錄

前言參考文獻(xiàn)第一章  隨機(jī)粗糙面散射的解析理論與方法　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擾近似解（SPA）　1.3  雙尺度起伏粗糙面散射的近似解（TSA）　1.4　粗糙面散射的陰影遮蔽函數(shù)　1.5　具隨機(jī)粗糙界面非均勻介質(zhì)層全極化脈沖回波Mueller矩陣解　　附錄1-5A　粗糙面散射積分方程解（IEM）的Mueller矩陣　1.6　海面上運(yùn)動(dòng)目標(biāo)與箔條云DP頻移仿真　參考文獻(xiàn)第二章  隨機(jī)粗糙面散射的FBM／SAA方法　2.1  電磁場(chǎng)積分方程　2.2　矩量法（MoM）　2.3　錐形波　2.4　FBM／SAA計(jì)算分形粗糙介質(zhì)面的雙站散射　2.5　雙網(wǎng)格FBM／SAA法　參考文獻(xiàn)第三章  粗糙面與面上目標(biāo)電磁散射GFBM，SAA方法　3.1  GFBM／SAA方法　3.2　隨機(jī)粗糙面的產(chǎn)生與P—M譜　3.3　粗糙海面與船目標(biāo)散射的GFBM／SAA計(jì)算　參考文獻(xiàn)第四章  二維差場(chǎng)散射的快速互耦迭代算法　4.1　差場(chǎng)散射的耦合方程　4.2　Green函數(shù)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　介質(zhì)目標(biāo)的散射　4.6　多目標(biāo)散射　參考文獻(xiàn)第五章  解析KA與數(shù)值MoM混合算法　5.1　二維解析－數(shù)值混合算法　5.2　參數(shù)選擇與算法性能分析　5.3　二維隨機(jī)粗糙面的譜FFT產(chǎn)生方法　5.4　三維解析－數(shù)值混合算法　5.5　參數(shù)選取和算法性能分析　5.6　數(shù)值結(jié)果分析　5.7　介質(zhì)粗糙面感應(yīng)差場(chǎng)的KA計(jì)算　參考文獻(xiàn)第六章  粗糙面與臨空目標(biāo)電磁散射FEM／CMPL方法　6.1  開(kāi)域散射問(wèn)題的FEM理論　6.2　FEM－PML求解散射的建?！?.3　共形匹配層（CPML）吸收邊界　6.4　連續(xù)場(chǎng)的離散化與系統(tǒng)矩陣的求解　6.5　數(shù)值結(jié)果與物理解釋　6.6　粗糙面與目標(biāo)強(qiáng)／弱耦合散射Robin邊界條件　6.7　迭代Robin邊界條件的FFT加速計(jì)算　參考文獻(xiàn)第七章  大范圍海面上艦船與低空目標(biāo)復(fù)合散射的FEM／DDM方法　7.1　區(qū)域分解法DDM　7.2　艦船及低空Vl標(biāo)的復(fù)合模型　7.3　復(fù)合模型的DDM　7.4　數(shù)值結(jié)果與分析　參考文獻(xiàn)第八章  動(dòng)態(tài)海面上低飛目標(biāo)DP頻譜FEM／DDM／TLQSA方法　8.1  目標(biāo)的多普勒（DP）頻譜　8.2　動(dòng)態(tài)起伏海面的FEM／DDM方法　8.3　雙級(jí)準(zhǔn)靜態(tài)方法TLQSA　8.4　數(shù)值結(jié)果與物理機(jī)理分析　參考文獻(xiàn)第九章  三維目標(biāo)與粗糙面散射的FDTD方法　9.1  周期延拓粗糙面的FDTD計(jì)算　9.2　粗糙面與三維目標(biāo)散射的FDTD計(jì)算　9.3　超寬帶散射的SFDTD方法　參考文獻(xiàn)第十章　三維電大船目標(biāo)與海面復(fù)合散射的BART方法第十一章　非均勻月表粗糙面散射計(jì)算和SAR成像第十二章　非均勻粗糙面廓線的反演附錄　復(fù)旦大學(xué)波散射與遙感信息教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有關(guān)粗糙面散射論文目錄

章節(jié)摘錄

第二章 隨機(jī)粗糙面散射的FBM／SAA方法基于散射體表面離散化的積分方程方法直接求解由Maxwell方程和邊界條件導(dǎo)出的粗糙面電磁場(chǎng)積分方程，由于Green函數(shù)自動(dòng)滿足Sommerfield輻射條件，不需要使用吸收邊界和對(duì)周圍媒質(zhì)空間離散，要求解的未知變量相對(duì)較少。因此，積分方程的MoM方法在粗糙面散射數(shù)值模擬中有優(yōu)勢(shì)。在第二-五章中討論電磁散射的積分方程數(shù)值解。本章先推導(dǎo)二維問(wèn)題的電磁場(chǎng)積分方程和MoM的基本方程，然后討論二維問(wèn)題中一維隨機(jī)粗糙面散射的前后向迭代（FBM，forward backward method）數(shù)值求解方法。FBM將粗糙表面每個(gè)離散單元的感應(yīng)電流對(duì)散射場(chǎng)的貢獻(xiàn)分為：由入射電磁波和在該接收單元前面的源單元感應(yīng)電流共同產(chǎn)生的前向貢獻(xiàn)，以及在該接收單元后面的源單元感應(yīng)電流共同產(chǎn)生的后向貢獻(xiàn)。通過(guò)多次迭代求解，直至計(jì)算收斂。以具自相似性分布的分形介質(zhì)粗糙面為例，用FBM數(shù)值計(jì)算介質(zhì)分形粗糙面的雙站散射和透射（Jin and Li，2002；Li and Jin，2002a，b）。

編輯推薦

《隨機(jī)粗糙面與目標(biāo)復(fù)合散射數(shù)值模擬理論與方法》可作為空間遙感與對(duì)地監(jiān)測(cè)、電波傳播與信號(hào)處理、計(jì)算電磁、應(yīng)用物理等有關(guān)領(lǐng)域的研究生、研究人員的研究與教學(xué)參考書。

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