什么是地面散射?

什么是地面散射?,第1张

什么是地面散射?

[拼音]:dimian sanshe

[外文]:surface scattering

陆地、海洋等面目标对入射无线电波向周围空间各方向的再辐射。与入射无线电波方向相反的回波。称为后向散射。对陆地、海洋表面散射的研究在机载下视雷达的总体设计中有重要作用,因在强背景回波中提取目标信息必须探知后散射系数σ0的幅度分布和起伏特性。此外,大量积累各种表面的散射特性数据,建立雷达图像灰度与表面σ0之间的相关关系,可为雷达遥感的图像判读提供依据。

面目标可以看成是许多散射单元的集合,接收到的回波是所有散射单元散射信号的矢量和。各散射单元散射信号之间的相对相位不断改变,使回波信号的幅度产生起伏,在不同的情况下,回波幅度起伏服从瑞利分布、赖斯分布或对数正态分布。在陆地海洋表面散射理论中,切面近似法(基尔霍夫近似法)和微扰法(赖斯方法)较为通用。当表面曲率半径比波长大得多时,可采用切面近似法;而当表面粗糙度不大和斜率比较小时,宜采用微扰法。

陆地、海洋表面的后向散射截面──雷达截面,随照射区域大小而变化,其回波特性可用单位面积上的雷达截面──归一化雷达截面或后散射系数σ0描述。归一化雷达截面σ0与入射波波长λ入射角θ、极化,以及陆地和海洋表面的粗糙度和复介电常数有关。这些因素的影响十分复杂,加之陆地种类繁多,海面状况复杂,很难找到σ0与各参数的一致关系。一般说来,在相同条件下,介电常数越大则σ0也越大。根据入射角的不同,地面散射可分成三个区域:

(1)在近垂直入射区σ0与极化关系不大,随波长缩短而缓慢地增加;但它与表面粗糙度密切有关,表面粗糙度越大,则σ0越小,且随入射角的增大而减小的速度越慢;

(2)在近切向入射区。对不同的极化和粗糙度,σ0随波长与入射角的变化也不同。水平极化且表面粗糙度不大时,σ0几乎与cos4θλ-4 成正比,但垂直极化且表面粗糙度不大时,σ0随入射角和波长的变化便没有这样快;

(3)在上述两区域之间,σ0随入射角和波长的变化一般比较慢,与cosθλ-1 成正比;当粗糙度很大时,σ0几乎与入射角和波长无关。这三个区域的分界点随波长、极化、介电常数和表面粗糙度的变化而变化。

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