一维带限Weierstrass分形粗糙面透射波散射系数特征研究

采用一维归一化带限Weierstrass函数模拟一维分形粗糙面,根据微扰法研究了粗糙面下方介质2中的电磁散射,结合分形粗糙面的自相关函数和功率谱导出了不同极化状态下一维带限Weierstrass分形粗糙面透射波散射系数计算公式.通过数值计算得出了不同极化状态下一维带限Weierstrass分形粗糙面透射系数的分形特征、基本特征、分区特征和随频率变化特征.结果表明分维、粗糙面高度起伏

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20 0 7年 8月

西安电子科技大学学报 (自然科学版 )J0UR NAL OF XI I D AN UNI VERSI TY

Au . 0 7 g 2 0

第3 4卷

第 4期

Vo . 4 No 4 13 .

一

维带限 W e e s r s形粗糙面透射波散射系数特征研究 i r ta s分任新成，郭立新( .西安电子科技大学理学院，西西安 1陕 7 0 7 101

2 .延安大学物理与电子信息学院，西延安陕

760) 1 0 0

摘要：采用一维归一化带限 We rt s i sr s函数模拟一维分形粗糙面，据微扰法研究了粗糙面下方介质 e a根

2中的电磁散射，合分形粗糙面的自相关函数和功率谱导出了不同极化状态下一维带限 W e rt s结 i sr s e a分形粗糙面透射波散射系数计算公式 .过数值计算得出了不同极化状态下一维带限 Weesrs形通 irt s分 a粗糙面透射系数的分形特征、基本特征、区特征和随频率变化特征 .分结果表明分维、糙面高度起伏均粗方根和入射波频率对分形粗糙面透射波散射系数有显著影响，其他条件不变的情况下，维越大、在分粗糙面高度起伏均方根越大、射波频率越大，射系数就越大.入透 关键词：电磁散射；维带限 Weesrs一 i t s分形粗糙面；扰法；射系数 r a微透中图分类号： TN0 1 1文献标识码： A文章编号：0 120 (0 7 0 -500 10 -4 0 2 0 )40 9—6

I v s i a i n o ha a t r s i s o r ns is o o f i i n r m n e tg to f c r c e itc f t a m s i n c e fc e t f o t e 1 D a -i ie e e s r s r c a o g u f c h - b nd lm t d W i r t a s f a t lr u h s r a eREN i— he g X nc n . GUO Lixi — n

( . S h o f S in e 1 c o l o ce c,Xi i n U n v, Xi a 7 0 7 da i. n 1 0 1,Ch n; 2 Co lg f P y is a d Elc r n c ia . l e o h sc n e t o i e

I f r t n,Ya n Un v n o ma i o n a i.,Ya n 7 6 0 n a 1 0 0,Ch n ) iaAb ta t sr c: Th - f a t lr u h s ra e i i l t d b mp o i g t e 1 D o ma ie a d l t d e 1 D r c a o g u f c s s mu a e y e l yn h 一 n r l d b n—i e z mi

W ee s r s f c i i r tas un ton,t ee tom a he lc r gne i s a t rng i m e um u tc c t e i n di 2 nde r gh s f c i i e tga e r a ou ura e s nv s i t d

a d t ef r le f rt e ta s s i n c e fce t o if r n o a ia in r r s n e c o d n o t e n h o mu a o h r n miso o f iin sf rd fe e tp lrz t sa e p e e t d a c r i g t h o S l Pe t r a in M e h d y c n i e i g h a t c r ea i n u c in a d p c r m f t e f a t l ma l r u b t o t o b o sd r t e u o o r l t f n t n s e t u o h r c a n o o s r a e Th f a t l h r c e itc, t e b sc c a a trs is t e o a c a a t rs is n t e u fc. e r c a c a a t r is s h a i h r c e itc, h z n l h r c e i t a d h c c a a t rsis wi h a i t n wih t e fe u n y o h r n miso o fiin r m h - b n— h r c e itc t t e v ra i t h r q e c f t e ta s s in c e f e t fo t e 1 D a d h o c l t d W ee s r s r c a o g u f c rd fe e tp lrz t n r b an d b u r a a c l t n i e ir t a s fa t l u h s ra e f ifr n o a ia i s a e o t i e y n me i lc l u a i . mi r o o c oT he n um e ia e uls s ow h t t e i l e e o he f a t

ldi e i n,t m s o o rc lr s t h t a h nfu nc ft r c a m nso he r fr ugh s f c n t ura e a d he

i cd n r q e c n t e ta s s in c e fce t ft e f a t l u f c sg e ta d o vo s n n c s n i e tfe u n y o h r n miso o fii n s o h r c a r a e i r a n b i u,a d i a e st tot r c dii ns a e t to r ha he on to r s a ina y, t r caldi e in, t e r s f r ug s f c a t e i cde he f a t m nso h m o o h ura e nd h n i nt

f e u n y wo l e g e t r n h r n miso o fi in u d a s e g e t r r q e c u d b r a e,a d t e ta s s in c e fce t wo l lo b r a e . Ke o d: ee to g e i c te i g 1 D b n l i d W e e s r s r c a o g u f c;t e s l y W r s lc r ma n tcs a t rn;一 a& i t i r ta s f a t lr u h s ra e h mal m e p r u b t n me h d;t a s s i n c e f in e tr a i to o r n miso o fi e t c

随机粗糙表面电磁散射的理论和实验研究近年来取得了一系列重要的进展，多理论和工程上的问题许

需要对粗糙面的电磁散射问题进行研究]粗糙面散射理论在雷达目标成像、线通讯、,无固体物理、感、遥辐射定标、天文学、声学、光学散射等领域都有着广泛的应用 .

在过去的粗糙面散射研究中，通常采用特定的周期函数或随机函数作为粗糙表面的数学模型 .在自然但界中粗糙面既非纯周期也非完全随机的，统计意义上来讲，般的一维随机粗糙面在一定的标度区间也都从一

存在着自相似性或自仿射性，它具有分形的特点]随着一维粗糙面粗糙程度的加大，维数从 1向 2增，分收稿日期： 061 -2 2 0—01基金项目：国家自然科学基金资助 ( 0 7 0 8

; 6 5 1 5 )国家部委科技预研基金资助 ( 1 0 0 0 0 D 0 1 ) 5 4 3 2 5 5 Z 1 1作者简介：新成 ( 9 7 )男，安大学副教授，安电子科技大学博士研究生 .任 16一，延西