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大地土壤表面与浅埋多目标宽带复合电磁散射研究

任新成 朱小敏 刘鹏

大地土壤表面与浅埋多目标宽带复合电磁散射研究

任新成, 朱小敏, 刘鹏
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  • 为了满足浅埋于粗糙面下方多目标测量和检测的需要,采用土水混合物介电常数的Topp方程模型表示大地土壤的介电特性,应用指数型分布粗糙面和Monte Carlo方法模拟大地土壤表面,运用时域有限差分方法研究大地土壤表面与浅埋多目标的宽带复合电磁散射,得出了复合散射系数的频率响应曲线.结果表明,复合散射系数随频率振荡地变化;随土壤表面均方根、土壤含水率、目标截面高度和间距的增大而增大,随目标截面宽度的增大而减小;随电磁波入射角的变化较大且较为复杂;随土壤表面相关长度、目标埋藏深度、目标介电参数的变化较小但较为复杂.与其他数值计算方法相比较,采用时域有限差分方法既可获得较高的准确性,同时又可减少计算时间和内存占用量,而且可以计算地、海粗糙面与附近任意多目标的宽带复合散射.
      通信作者: 任新成, xchren@yau.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61379026)、陕西省科学技术研究发展计划(工业攻关)(批准号:2014K05-61)、陕西省高水平大学建设专项资金(批准号:2015SXTS02)和复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室开放基金(批准号:EMW201502)资助的课题.
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    Nasr M A, Eshrah I A, Hashish E A 2014 IEEE Trans. Antennas Propag. 62 2702

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    Bellez S, Bourlier C, Kubicke G 2015 IEEE Trans. Antennas Propag. 63 5003

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    Rashidi-Ranjbar E, Dehmollaian M 2015 IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 12 1481

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    Altuncu Y 2015 IEEE Trans. Antennas Propag. 63 3634

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    Xu X K 2010 IEEE Trans. Antennas Propag. 58 1425

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    Li N, Zhang M, Nie D, Sun R Q 2015 Wave Random Complex 25 1

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    Li J, Guo L X 2015 Wave Random Complex 25 60

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    Jia C G, Guo L X, Yang P J 2015 IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. 14 217

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    Guo L X, Xu R W 2015 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 53 3885

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    Xu R W, Guo L X, Wang R 2014 Chin. Phys. B 23 114101

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    Zhang H H, Ding D Z, Fan Z H, Chen R S 2015 IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. 14 579

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    Ge D B, Yan Y B 2011 Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetic Waves (Third Edition) (Xi'an:Xidian University Press) (in Chinese)[葛德彪, 闫玉波2011电磁波时域有限差分方法(第三版)(西安:西安电子科技大学出版社)]

    [20]

    Khankhoje U K, Burgin M, Moghaddam M 2014 IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 11 1345

    [21]

    Chen K S, Tsang L, Chen K L, Liao T H, Lee J S 2014 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 52 7048

    [22]

    Ramasamy S, Moghtaderi B 2010 Energy Fuels 24 4534

    [23]

    Hollertz R, Arwin H, Faure B, Zhang Y, Bergström L, Wagberg L 2013 Cellulose 20 1639

    [24]

    Kol S H 2009 Bioresources 4 1663

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-03-15
  • 修回日期:  2016-07-22
  • 刊出日期:  2016-10-05

大地土壤表面与浅埋多目标宽带复合电磁散射研究

  • 1. 延安大学物理与电子信息学院, 延安 716000;
  • 2. 复旦大学, 电磁波信息科学教育部重点实验室, 上海 200433
  • 通信作者: 任新成, xchren@yau.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61379026)、陕西省科学技术研究发展计划(工业攻关)(批准号:2014K05-61)、陕西省高水平大学建设专项资金(批准号:2015SXTS02)和复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室开放基金(批准号:EMW201502)资助的课题.

摘要: 为了满足浅埋于粗糙面下方多目标测量和检测的需要,采用土水混合物介电常数的Topp方程模型表示大地土壤的介电特性,应用指数型分布粗糙面和Monte Carlo方法模拟大地土壤表面,运用时域有限差分方法研究大地土壤表面与浅埋多目标的宽带复合电磁散射,得出了复合散射系数的频率响应曲线.结果表明,复合散射系数随频率振荡地变化;随土壤表面均方根、土壤含水率、目标截面高度和间距的增大而增大,随目标截面宽度的增大而减小;随电磁波入射角的变化较大且较为复杂;随土壤表面相关长度、目标埋藏深度、目标介电参数的变化较小但较为复杂.与其他数值计算方法相比较,采用时域有限差分方法既可获得较高的准确性,同时又可减少计算时间和内存占用量,而且可以计算地、海粗糙面与附近任意多目标的宽带复合散射.

English Abstract

参考文献 (24)

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