武剑,任新成,朱小敏

(延安大学物理与电子信息学院，陕西 延安 716000)



指数型分布粗糙地面宽带后向电磁散射的FDTD研究

武剑,任新成,朱小敏

(延安大学物理与电子信息学院，陕西 延安 716000)

摘要：采用蒙特卡罗方法模拟生成指数型分布粗糙地面，运用时域有限差分方法(FDTD)研究了高斯脉冲波入射时粗糙地面的宽带电磁散射问题。通过数值计算得到不同频率响应对应的后向散射系数，分析了粗糙地面相关长度、高度起伏均方根、土壤湿度和入射角的变化对后向散射系数的影响，得到了指数型分布粗糙地面的宽带后向电磁散射特性。

关键词：电磁散射；FDTD； 粗糙地面；后向散射系数；高斯脉冲波

随着无线通信技术的不断发展，随机粗糙面电磁散射问题日渐成为至关重要的研究课题，广泛应用于微波遥感、风场反演和超宽带雷达探测等诸多领域。目前，单频电磁波入射粗糙面时的电磁散射问题的研究已经取得了一些进展，任新成等[1]在粗糙地面与上方目标复合电磁散射研究中，利用时谐场源入射并外推至远区场；张连波等[2]应用矩量法，采用脉冲基函数结合点匹配技术研究了三层粗糙面的散射系数；Wang等[3]用混合方法研究了粗糙面与上方目标的复合电磁散射特性；Sultan-Salem等[4]利用基尔霍夫近似研究了分形粗糙面的电磁散射特性。对于脉冲波入射时的粗糙面宽带(超宽带)电磁散射问题的研究则相对较少[5-6]。但是，实际上粗糙面宽带电磁散射对于超宽带雷达目标成像、丛林透视和低雷达截面(RCS)目标探测的研究[7]，以及超宽带无线通信技术的发展[8]等都具有重要的借鉴意义和实用价值。……