搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

畸形波电磁散射特性分析及其特征识别标识的研究

吴庚坤 宋金宝 樊伟

畸形波电磁散射特性分析及其特征识别标识的研究

吴庚坤, 宋金宝, 樊伟
PDF
导出引用
导出核心图
  • 针对弱非线性的Longuet-Higgins模型在模拟强非线性畸形波海面时所存在的问题,采用修正的相位调制法模拟一维畸形波时间、空间波面,该方法能够实现畸形波的定时定点生成,并且其波形既能保持目标谱的频谱结构,又能较大程度地满足波浪序列的统计特性.同时,基于改进的双尺度(TSM)法及时域有限差分法建立畸形波的电磁散射模型,经过相对平均偏差和均方根偏差误差分析后,基于TSM法研究分析了畸形波及其背景海面波的归一化雷达散射截面(NRCS)的计算结果.实验表明,合成孔径雷达成像中畸形波的NRCS比背景波要小,即畸形波的合成孔径雷达图像成像比背景波要灰暗,因此可以将NRCS作为畸形波的特征识别标识.通过分析研究不同极化方式、入射角、入射频率条件下畸形波与背景波面的电磁散射特性实验数据得出:当二者的NRCS差值大于-11.8 dB及以上时,即认为产生畸形波,这为实际的工程应用提供了参照标准.
      通信作者: 樊伟, fanwei@zju.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:41576013)、国家高技术研究发展计划(批准号:2013AA122803)和国家重点研发计划(批准号:2016YFC1401404)资助的课题.
    [1]

    Kharif C, Pelinovsky E, Slunyaev A 2009 Rogue Waves in the Ocean (Berlin:Deblik)

    [2]

    Didenkulova I I, Slunyaev A V, Pelinovsky E N, et al. 2006 Natural Hazards and Earth System Sciences 6 1007

    [3]

    Kharif C, Pelinovsky E 2003 Europ. J. Mech. 22 603

    [4]

    Kim N, Kim C H 2003 Int. J. Offshore and Polar Engineering 13 38

    [5]

    Pei Y G, Zhang N C, Zhang Y Q 2007 Acta Oceanol. Sin. 29 172 (in Chinese)[裴玉国, 张宁川, 张运秋 2007 海洋学报 29 172]

    [6]

    Pei Y G, Zhang N C, Zhang Y Q 2007 China Ocean Engineer. 21 515

    [7]

    Huang G X 2002 Ph. D. Dissertation (Dalian:Dalian University of Technology) (in Chinese)[黄国兴 2002 博士学位论文 (大连:大连理工大学)]

    [8]

    Liu X X, Zhang N C, Pei Y G, Zhang Y Q 2007 Numerical Simulation of Freak Waves in Three-Dimensional Wave Field (Beijing:China Ocean Press) pp908-914 (in Chinese)[刘晓霞, 张宁川, 裴玉国, 张运秋 2007 中国环境资源与水利水电工程 (北京:海洋出版社) 第908–914页]

    [9]

    Zhao X Z, Sun Z C, Liang S X 2009 China Ocean Engineer. 23 429

    [10]

    Liu Z Q, Zhang N C, Yu Y X 2011 Acta Oceanol. Sin. 30 19

    [11]

    Zhang Y Q, Zhang N C 2007 Acta Oceanol. Sin. 26 116

    [12]

    Zhang Y Q, Zhang N C, Pei Y G 2007 China Ocean Engineer. 21 207

    [13]

    Onorato M, Osborne A R, Serio M 2004 Phys. Rev. E 70 67302

    [14]

    Longuet-Higgins M S 1952 J. Marine Res. 11 245

    [15]

    Wu G K, Ji G R, Ji T T, Ren H X 2014 Acta Phys. Sin. 63 134203 (in Chinese)[吴庚坤, 姬光荣, 姬婷婷, 任红霞 2014 物理学报 63 134203]

    [16]

    Guo L X, Wang Y H, Wu Z S 2005 Acta Phys. Sin. 54 5130 (in Chinese)[郭立新, 王运华, 吴振森 2005 物理学报 54 5130]

    [17]

    Yang J L, Guo L X, Wan J W 2007 Acta Phys. Sin. 56 2106 (in Chinese)[杨俊岭, 郭立新, 万建伟 2007 物理学报 56 2106]

    [18]

    Ulaby F 1982 Microwave Remote Sensing (Vol. 2) (London:Addison-Wesbey Publishing)

    [19]

    Wang Y H, Guo L X, Wu Z S 2006 Acta Phys. Sin. 55 209 (in Chinese)[王运 华, 郭立新, 吴振森 2006 物理学报55 209]

    [20]

    Zhang Y D 2004 Ph. D. Dissertation (Xi'an:Xidian University) (in Chinese)[张 延冬 2004 博士学位论文 (西安:西安电子科技大学)]

    [21]

    Vladimir K, Daniele H 2003 J. Geophys. Res. 108 8054

    [22]

    Xie T, He C, William P, Kuang H L 2010 Chin. Phys. B 19 024101

    [23]

    Xu D L, Yu D Y 2001 Theory of Random Waves (Beijing:Higher Education Press) pp200-204 (in Chinese)[徐德伦, 于定勇 2001 随机海浪理论(北京:高 等教育出版社)第200–215页]

    [24]

    Ge D B, Yan Y B 2005 Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetic Waves (Xi'an:Xidian University Press) (in Chinese)[葛德彪, 闫 玉波 2005 电磁波时域有限差分方法(西安:西安电子科技大学出版社)]

  • [1]

    Kharif C, Pelinovsky E, Slunyaev A 2009 Rogue Waves in the Ocean (Berlin:Deblik)

    [2]

    Didenkulova I I, Slunyaev A V, Pelinovsky E N, et al. 2006 Natural Hazards and Earth System Sciences 6 1007

    [3]

    Kharif C, Pelinovsky E 2003 Europ. J. Mech. 22 603

    [4]

    Kim N, Kim C H 2003 Int. J. Offshore and Polar Engineering 13 38

    [5]

    Pei Y G, Zhang N C, Zhang Y Q 2007 Acta Oceanol. Sin. 29 172 (in Chinese)[裴玉国, 张宁川, 张运秋 2007 海洋学报 29 172]

    [6]

    Pei Y G, Zhang N C, Zhang Y Q 2007 China Ocean Engineer. 21 515

    [7]

    Huang G X 2002 Ph. D. Dissertation (Dalian:Dalian University of Technology) (in Chinese)[黄国兴 2002 博士学位论文 (大连:大连理工大学)]

    [8]

    Liu X X, Zhang N C, Pei Y G, Zhang Y Q 2007 Numerical Simulation of Freak Waves in Three-Dimensional Wave Field (Beijing:China Ocean Press) pp908-914 (in Chinese)[刘晓霞, 张宁川, 裴玉国, 张运秋 2007 中国环境资源与水利水电工程 (北京:海洋出版社) 第908–914页]

    [9]

    Zhao X Z, Sun Z C, Liang S X 2009 China Ocean Engineer. 23 429

    [10]

    Liu Z Q, Zhang N C, Yu Y X 2011 Acta Oceanol. Sin. 30 19

    [11]

    Zhang Y Q, Zhang N C 2007 Acta Oceanol. Sin. 26 116

    [12]

    Zhang Y Q, Zhang N C, Pei Y G 2007 China Ocean Engineer. 21 207

    [13]

    Onorato M, Osborne A R, Serio M 2004 Phys. Rev. E 70 67302

    [14]

    Longuet-Higgins M S 1952 J. Marine Res. 11 245

    [15]

    Wu G K, Ji G R, Ji T T, Ren H X 2014 Acta Phys. Sin. 63 134203 (in Chinese)[吴庚坤, 姬光荣, 姬婷婷, 任红霞 2014 物理学报 63 134203]

    [16]

    Guo L X, Wang Y H, Wu Z S 2005 Acta Phys. Sin. 54 5130 (in Chinese)[郭立新, 王运华, 吴振森 2005 物理学报 54 5130]

    [17]

    Yang J L, Guo L X, Wan J W 2007 Acta Phys. Sin. 56 2106 (in Chinese)[杨俊岭, 郭立新, 万建伟 2007 物理学报 56 2106]

    [18]

    Ulaby F 1982 Microwave Remote Sensing (Vol. 2) (London:Addison-Wesbey Publishing)

    [19]

    Wang Y H, Guo L X, Wu Z S 2006 Acta Phys. Sin. 55 209 (in Chinese)[王运 华, 郭立新, 吴振森 2006 物理学报55 209]

    [20]

    Zhang Y D 2004 Ph. D. Dissertation (Xi'an:Xidian University) (in Chinese)[张 延冬 2004 博士学位论文 (西安:西安电子科技大学)]

    [21]

    Vladimir K, Daniele H 2003 J. Geophys. Res. 108 8054

    [22]

    Xie T, He C, William P, Kuang H L 2010 Chin. Phys. B 19 024101

    [23]

    Xu D L, Yu D Y 2001 Theory of Random Waves (Beijing:Higher Education Press) pp200-204 (in Chinese)[徐德伦, 于定勇 2001 随机海浪理论(北京:高 等教育出版社)第200–215页]

    [24]

    Ge D B, Yan Y B 2005 Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetic Waves (Xi'an:Xidian University Press) (in Chinese)[葛德彪, 闫 玉波 2005 电磁波时域有限差分方法(西安:西安电子科技大学出版社)]

  • [1] 潘军廷, 张宏. 极化电场对可激发介质中螺旋波的控制. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191934
    [2] 王瑜浩, 武保剑, 郭飚, 文峰, 邱昆. 基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191858
    [3] 董正琼, 赵杭, 朱金龙, 石雅婷. 入射光照对典型光刻胶纳米结构的光学散射测量影响分析. 物理学报, 2020, 69(3): 030601. doi: 10.7498/aps.69.20191525
    [4] 吴美梅, 张超, 张灿, 孙倩倩, 刘玫. 三维金字塔立体复合基底表面增强拉曼散射特性. 物理学报, 2020, 69(5): 058101. doi: 10.7498/aps.69.20191636
    [5] 王晓雷, 赵洁惠, 李淼, 姜光科, 胡晓雪, 张楠, 翟宏琛, 刘伟伟. 基于人工表面等离激元的厚度渐变镀银条带探针实现太赫兹波的紧聚焦和场增强. 物理学报, 2020, 69(5): 054201. doi: 10.7498/aps.69.20191531
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  191
  • PDF下载量:  156
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-30
  • 修回日期:  2017-04-25
  • 刊出日期:  2017-07-05

畸形波电磁散射特性分析及其特征识别标识的研究

  • 1. 浙江大学海洋学院物理海洋研究所, 舟山 316000
  • 通信作者: 樊伟, fanwei@zju.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:41576013)、国家高技术研究发展计划(批准号:2013AA122803)和国家重点研发计划(批准号:2016YFC1401404)资助的课题.

摘要: 针对弱非线性的Longuet-Higgins模型在模拟强非线性畸形波海面时所存在的问题,采用修正的相位调制法模拟一维畸形波时间、空间波面,该方法能够实现畸形波的定时定点生成,并且其波形既能保持目标谱的频谱结构,又能较大程度地满足波浪序列的统计特性.同时,基于改进的双尺度(TSM)法及时域有限差分法建立畸形波的电磁散射模型,经过相对平均偏差和均方根偏差误差分析后,基于TSM法研究分析了畸形波及其背景海面波的归一化雷达散射截面(NRCS)的计算结果.实验表明,合成孔径雷达成像中畸形波的NRCS比背景波要小,即畸形波的合成孔径雷达图像成像比背景波要灰暗,因此可以将NRCS作为畸形波的特征识别标识.通过分析研究不同极化方式、入射角、入射频率条件下畸形波与背景波面的电磁散射特性实验数据得出:当二者的NRCS差值大于-11.8 dB及以上时,即认为产生畸形波,这为实际的工程应用提供了参照标准.

English Abstract

参考文献 (24)

目录

    /

    返回文章
    返回