改进的一维分形模型在海面电磁散射中的应用 被引量：23

1

作者 王运华 郭立新 吴振森 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期478-483,共6页

本文中提出了一种改进的一维分形海面模型,其表面谱在空间波数小于基波波数及大于基波波数时分别满足正幂率关系和负幂率关系,在不同风速时分形模型的表面谱和PM谱吻合较好.在满足Kirchhoff近似条件下推导了改进分形模型的散射系数及散... 本文中提出了一种改进的一维分形海面模型,其表面谱在空间波数小于基波波数及大于基波波数时分别满足正幂率关系和负幂率关系,在不同风速时分形模型的表面谱和PM谱吻合较好.在满足Kirchhoff近似条件下推导了改进分形模型的散射系数及散射强度系数的计算公式并进行了数值计算,比较了改进分形海面模型和经典分形海面模型下散射强度系数角分布并讨论了它们随入射频率和海上风速的变化. 展开更多

关键词 改进分形模型 海面 电磁散射 基尔霍夫近似

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地海杂波的随机分形模型 被引量：12

2

作者 陈彦辉 谢维信 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期239-242,共4页

引入时变分形曲面描述地面和海面的局部动态特征，给出了三个合理电磁散射假设；采用基尔霍夫解定性分析散射场的时域分形特性，导出了地杂波和海杂波的分形模型；分析了杂波模型的幅度分布、功率谱和参数的特性。理论分析和数据仿真表... 引入时变分形曲面描述地面和海面的局部动态特征，给出了三个合理电磁散射假设；采用基尔霍夫解定性分析散射场的时域分形特性，导出了地杂波和海杂波的分形模型；分析了杂波模型的幅度分布、功率谱和参数的特性。理论分析和数据仿真表明，分形模型可有效地对地杂波和海杂波进行建模。 展开更多

关键词 时变分形曲面 地杂波 海杂波 分形模型 雷达

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二维分形海面电磁后向散射系数的分析与计算 被引量：4

3

作者 王春刚 冯文全 李春升 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1212-1217,共6页

根据改进的二维分形海面模型推导了一种在不同极化方式下(HH水平极化,VV垂直极化)新的电磁后向散射系数计算方法,对多个海浪波长区域内所有分辨单元后向散射系数进行平均统计.在时域内研究了海水介电常数、电磁波入射角、入射频率以及... 根据改进的二维分形海面模型推导了一种在不同极化方式下(HH水平极化,VV垂直极化)新的电磁后向散射系数计算方法,对多个海浪波长区域内所有分辨单元后向散射系数进行平均统计.在时域内研究了海水介电常数、电磁波入射角、入射频率以及风速风向对后向散射系数的影响,运用盒维数方法计算了该散射系数的分形维数.最后通过数值分析方法证明了该散射系数实部与虚部曲线是分形的,并且与二维分形海面的分形维数相等,从而表明该海面的雷达回波信号也具有分形特性,为运用分形理论研究海面微弱目标检测提供了一个重要方法. 展开更多

关键词 二维分形海面模型 电磁后向散射系数 分形维数 盒维数估计 极化

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基于改进二维分形模型的海面模拟方法 被引量：5

4

作者 何四华 吴春光 丛滨 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第5期155-158,共4页

针对粗糙海面的非线性和自相似性特点,在带限Weierstrass分形函数的基础上,建立了改进二维分形模型,描述了表面谱与空间波数之间的正幂率和负幂率关系,针对P-M海谱给出了分形参数的定量描述,实现了对粗糙海面的模拟。仿真结果表明,模型... 针对粗糙海面的非线性和自相似性特点,在带限Weierstrass分形函数的基础上,建立了改进二维分形模型,描述了表面谱与空间波数之间的正幂率和负幂率关系,针对P-M海谱给出了分形参数的定量描述,实现了对粗糙海面的模拟。仿真结果表明,模型能够生成不同风速下的海面模型,反映了小尺度波浪的细微结构和大尺度波浪的浪涌特性,不同尺度的组成波之间具有较好的自相似性,可以较好地模拟粗糙海面背景。 展开更多

关键词 Weierstrass分形函数 P-M海谱 改进二维分形模型 粗糙海面

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一维改进分形海面模型及海谱分析 被引量：3

5

作者 陈瑜 胡云安 +1 位作者 张刚 张敬明 《电讯技术》 北大核心 2012年第8期1376-1382,共7页

针对经典分形模型的功率谱在空间波数小于基波波数时不能满足正幂率的问题,提出了一种统计模型和归一化带限Weierstrass分形模型相结合的一维粗糙海面模型,得到改进分形表面功率谱,并且和PM谱进行了对比,对分形维数、频率幅度尺度因子... 针对经典分形模型的功率谱在空间波数小于基波波数时不能满足正幂率的问题,提出了一种统计模型和归一化带限Weierstrass分形模型相结合的一维粗糙海面模型,得到改进分形表面功率谱,并且和PM谱进行了对比,对分形维数、频率幅度尺度因子、风速等参量对一维海面轮廓的影响做了进一步分析。研究表明:在不同风速下表面功率谱和PM变化趋势是一致的,证明了改进方法的正确性。海面形状具有大尺度涌浪和小尺度张力波的特性,并且统计模型和分形模型的性质在改进模型中依然适用,验证了模型的合理性。 展开更多

关键词 海面电磁散射 分形模型 海谱 Longuet-Higgin模型 P-M谱

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改进的一维分形海面模型在分层海面电磁波透射问题中的应用 被引量：2

6

作者 任新成 郭立新 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期10-17,共8页

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的透射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化透射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数... 运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的透射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化透射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数和厚度、摩擦风速和入射波频率对透射系数的影响,得到改进的一维分形分层海面透射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征,结果表明透射系数近似具有"量子化"特征。 展开更多

关键词 电磁波透射 微扰法 一维分形海面模型 分层海面 透射系数

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改进的分形海面及其上方目标复合散射研究 被引量：9

7

作者 田炜 《电子测量技术》 2013年第2期55-58,共4页

采用改进的分形模型来模拟实际的粗糙海面,应用矩量法研究了一维改进的分形海面及其上方矩形截面导体柱复合电磁散射特征,得到了复合散射系数随散射角的变化曲线,讨论了海面风速、矩形截面柱尺寸、矩形截面柱中心高度以及入射波频率对... 采用改进的分形模型来模拟实际的粗糙海面,应用矩量法研究了一维改进的分形海面及其上方矩形截面导体柱复合电磁散射特征,得到了复合散射系数随散射角的变化曲线,讨论了海面风速、矩形截面柱尺寸、矩形截面柱中心高度以及入射波频率对复合散射系数的影响。结果表明海面风速对复合散射系数的影响明显,而矩形截面柱尺寸、矩形截面柱中心高度、入射波频率对复合散射系数的影响较小。 展开更多

关键词 复合电磁散射 矩量法 改进的分形海面 矩形截面柱

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基于微扰法的改进一维分形模型分层海面电磁散射研究 被引量：1

8

作者 任新成 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期70-78,共9页

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的散射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化双站散射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数和... 运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的散射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化双站散射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数和厚度、摩擦风速和入射波频率对双站散射系数的影响,得到改进的一维分形分层海面散射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征,结果表明散射系数近似具有"量子化"特征。这些结果在诸如海洋遥感、无线电传播与通信、粗糙面重构等方面中有着广泛的应用。 展开更多

关键词 电磁散射 微扰法 改进的一维分形海面模型 分层介质 双站散射系数

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蒸发波导环境下风浪对电磁波传播影响的数值模拟研究 被引量：5

9

作者 闫西荡 杨坤德 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期13-19,共7页

蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计... 蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计算这些气象因素对蒸发波导条件下大气折射率剖面的影响来分析它们对路径损失的作用,其结果与实验数据仍有较大差异。本文在一定的蒸发波导条件下,利用一维分形海面模型产生海面“地形”,将其作为抛物方程电磁波传播模型的边界条件进行计算,得到相应的路径损失,并与传统计算方法进行对比,分析了不同蒸发波导高度、不同频率及不同接收天线高度时的数值模拟情况,可为舰艇通信系统或者雷达系统的设计提供相应的依据。 展开更多

关键词 蒸发波导 分形海面模型 抛物方程 电磁波传播 雷达设计

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基于双向有限差分抛物方程法的海洋环境电波传播研究 被引量：4

10

作者 唐琳婧 王昆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期404-413,共10页

采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电... 采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电波传播预测中引入一种改进的分形海面模型来模拟起伏波动的实际海面边界,且能模拟海面的大尺度浪涌特性和毛细波细微结构特性.在典型的数值算例中,我们将采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子和采用Miller-Brown模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子进行对比和分析,数值分析结果表明,在相同风速条件下,采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子波动更剧烈,能更准确地反映出实际起伏波动海面对电磁波传播的影响. 展开更多

关键词 电磁波传播 双向抛物方程(2WPE)法 双向有限差分(2WFD)法 改进分形模型

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有限海域海水表温数值预报改进模式 被引量：1

11

作者 朱建荣 苏育嵩 王赐震 《青岛海洋大学学报（自然科学版）》 CSCD 1993年第1期23-32,共10页

以海洋上部混合层(UML)存在为基础,建立了考虑UML深度变化的二维层模式。探讨有限区域的短期海表温(SST)业务数值预报模式。预报方程有三:低频流(黑潮及其分支)的无幅散化余流方程组、动力预报方程和模式物理学方程。本模式用于3～5d的... 以海洋上部混合层(UML)存在为基础,建立了考虑UML深度变化的二维层模式。探讨有限区域的短期海表温(SST)业务数值预报模式。预报方程有三:低频流(黑潮及其分支)的无幅散化余流方程组、动力预报方程和模式物理学方程。本模式用于3～5d的SST预报,同时也给出UML平均漂流的预报。指出在大风状况下的降温,UML深是一个重要的影响因子,并与UML为平底时情况进行了比较。 展开更多

关键词 海域 海水 海表 温度 数值预报

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起伏海面的雷电电磁场传播特征及其对闪电定位精度的影响 被引量：1

12

作者 张源源 庞华基 +2 位作者 刘钊 宋琳 邓猛 《海洋科学》 CAS 北大核心 2020年第5期34-41,共8页

为了研究起伏海面对雷电电磁传播的影响,本文利用Barrick表面阻抗理论和Wait近似算法,采用改进二维分形海面模型模拟起伏海面,利用数值模式,分析起伏海面的雷电电磁传播特征,并进一步讨论了起伏海面对时差法闪电定位系统定位精度的影响... 为了研究起伏海面对雷电电磁传播的影响,本文利用Barrick表面阻抗理论和Wait近似算法,采用改进二维分形海面模型模拟起伏海面,利用数值模式,分析起伏海面的雷电电磁传播特征,并进一步讨论了起伏海面对时差法闪电定位系统定位精度的影响。结果表明:起伏海面对垂直电场和磁场的峰值的影响不显著,但会引起波形的上升期时间的延长,浪高越大,影响越明显;随着观测距离的增加,雷电垂直电场波形的上升时间逐渐变长;风速的变化与雷电垂直电场波形的上升时间成正比;由于海面起伏引起雷电电磁场波形在传播中的变化会影响基于时差法闪电定位系统的定位精度,定位误差可达几至十几公里。 展开更多

关键词 改进的二维分型海面 雷电回击 垂直电场 水平磁场

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基于微波遥感技术海面盐度反演方法 被引量：1

13

作者 牛原 邱志伟 +2 位作者 常宇佳 吴振宇 潘春天 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期67-75,共9页

海面盐度(sea surface salinity,SSS)是研究海洋变化及其气候效应重要的物理量,对海洋生态环境、海洋可持续发展至关重要。为了提高海面盐度反演精度,本文通过对SMAP卫星L波段微波辐射计测量的亮温数据进行海面盐度反演研究,考虑风、浪... 海面盐度(sea surface salinity,SSS)是研究海洋变化及其气候效应重要的物理量,对海洋生态环境、海洋可持续发展至关重要。为了提高海面盐度反演精度,本文通过对SMAP卫星L波段微波辐射计测量的亮温数据进行海面盐度反演研究,考虑风、浪等影响海面粗糙度的环境因子对Klein-Shift模型(简称K-S模型)进行改进,再将反演盐度与Argo盐度进行比对。结果显示改进K-S模型反演盐度与Argo盐度相关系数R=0.99,呈显著相关,且平均偏差BIAS和均方根误差RMSE分别为0.16和0.17,残差基本分布在0.2之内,相比较于K-S模型,反演精度提高了0.5左右。总的来看,改进K-S模型反演盐度与Argo盐度之间偏差较小,反演精度较好,在空间分布上趋于一致,且海面盐度空间变化上具有明显的纬度分布地理特征。 展开更多

关键词 海面盐度 反演方法 改进K-S模型

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二维海面红外图像分形维数最优估计

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作者 陈瑜 滕克难 +1 位作者 唐金国 王丽英 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1003-1008,共6页

针对分数布朗运动模型计算分形维数时只适用于海面风速较小、图像谱表现为等方向性的情况,提出了能表现海面红外图像各向同性和异性特征的分形海面随机场模型.针对变分法中尺度范围选择不当,海面红外图像分形维数估计精度不高的问题,首... 针对分数布朗运动模型计算分形维数时只适用于海面风速较小、图像谱表现为等方向性的情况,提出了能表现海面红外图像各向同性和异性特征的分形海面随机场模型.针对变分法中尺度范围选择不当,海面红外图像分形维数估计精度不高的问题,首先为了保持红外图像的分形特性和避免图像"混淆"现象的产生,提出了最小尺度的确定准则.然后将所建二维海面模型作为海面红外图像的参考模型,构建了最小目标函数,运用最优的运算准则和最小二乘拟合确定了尺度间隔与海面红外图像的分形维数、图像的基波波长和像素尺寸之间的最优函数关系.最后,通过模拟验证了对尺度范围进行最优估计的必要性. 展开更多

关键词 分形模型 变分法 分形维数 海面红外图像

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