电磁散射缩比测量中的相似原理
光的吸收、散射和色散基本概述
例2. 蜜蜂靠天空光的偏振性辨别方向（蜜蜂的眼睛中有对偏振 敏感的器官）
2) 纯净气体或液体的散射（分子散射）
分子热运动，引起密度起伏，形成非均匀的小 “区 域” ，发出次波，造成非相干迭加。
米— 德拜，廷德尔散射 ( d >λ/20 ). 散射光强与λ无关 白光散射,也可以为是衍射的结果. 例: 白云、雾、白烟.
偏振度： P I y - I x Iy + Ix
通常又用退偏度计算
1-P
五、散射光的强度
光沿x轴传播，在xoz平面观察: I y I0
o
y
x
q
z
q a IzI0si2nI0co 2 s 余弦定律
a IIy+IzI0(1+co 2 )s
Iy Iz ∴ I 是部分偏振光.
y
q
z
ax
c
当 a2时IIyI0 为线偏振光.
直线传播 机理：介质中的电子在光波电磁场作用下作受迫振动,消耗能量,
发射次波，由于介质的小范围的不均匀性.
r r(r)产生衍射（即散射）.
三、瑞利散射
分子散射的理论首先是由瑞利提出来的，瑞利认为由 于分子的热运动破坏了分子间固定的位置关系，使分 子所发出的次波不再相干，因而产生了旁向散射光。 是分子所发的次波，到达观察点没有固定的相位关系， 是不相干叠加。
I
I0e-AAc
la
- 与浓度无关的常数
.
a - 吸收系数. a
C - 溶液的浓度.
A - 与浓度无关的常数 .
a - 稀溶液 :a C
a
a
光散射理论
=
Esca I0SP
(10b)
2.吸收截面和吸收系数(Absorption Section & Absorption Efficiency)
当颗粒受到光的照射时，除了散射外常常还伴随着吸收，被颗粒吸收的光能量转变为其它形式的
能量而不再以光的形式出现，这与散射情形明显不同。可以采用同样的方法定义吸收截面 Cabs 和吸收
一种散射，称为拉曼散射，其散射光中除了存在与入射光相同波长(或频率)的成分外，还存在其它波长 (或频率)的散射。在本书所述的有关颗粒测量问题中，只涉及散射光与入射光具有相同频率的情况。因 此，这里仅限于讨论亭达尔散射。
不相关散射与相关散射
不相关散射是指分散在均匀介质中的微小颗粒(或称散射体)所产生的散射。当颗粒之间的距离足够 大，以致于一个颗粒的散射不会因为其它颗粒的存在而受到影响。在这种情况下，可以不管其它颗粒的 存在而研究一个颗粒的散射行为，称为不相关散射。严格说来，同一入射光中由不同颗粒散射在同一方 向上的散射光具有一定的位相关系，是相干的。但由于小颗粒的极其微小的位移或散射角度极微小的变 化会改变其位相差，因此，大量无规则杂乱分布的小颗粒散射的净效应可以认为是各个颗粒散射光强的 相加而不管其位相关系，犹如不同颗粒的散射光是不相干的。反之，当散射体相距很近时，就必须考虑 散射体之间的相互影响，这种散射称相关散射。相关散射的数学处理比不相关散射复杂得多。
对于电导率σ = 0 的非耗散介质，其折射率 m = ε r µr 是一个实数，其中 ε r 为介质相对介电常数，
µr 则是介质的相对磁导率(可在相应手册中查找)。光波在非耗散介质中传播时不存在衰减情况。
对于电导率σ ≠ 0 的耗散介质，折射率 m 是一个复数，称为复折射率，可写成 m = n − iη ，其中
舰船RCS测量方法研究
舰船RCS测量方法研究作者：冯卫永刘孟孟来源：《科技风》2017年第15期摘要：通过对外场实测、缩比模型、电磁计算三种RCS测量方法分析比较，探寻一种较为准确的舰船RCS测量方法。
实际应用表明，利用三种方法相互验证可得到更为准确的舰船RCS。
关键词：外场实测；缩比模型；电磁计算；舰船RCS中图分类号：TN957文献标识码：A雷达对目标的探测能力取决于距离、方位等多种因素，其中目标RCS对雷达探测能力的影响尤为重要。
在实际应用中，目标为了降低自身RCS采取了多种隐身措施，这更增加了雷达识别和判别目标的难度。
因此，在对雷达性能、工作方式等方面研究改进的同时，正确的估算出目标的RCS也是必须正视的一大难题。
近年来，针对目标RCS仿真建模问题，例如经验法、部件合成法、平板面元模型法等，但在实际应用中都不尽人意，在这里对外场实测法、内场缩比模型法、电磁计算法分析讨论，进而综合三种方法的优势得出更为准确的目标RCS模型。
1 外场实测法由雷达原理可知，目标RCS可由下式计算得到σ=4πR2W2W1其中，W1和W2为电场强度，R雷达到目标的斜距。
在已有目标实物的情况下，利用RCS测量雷达测得目标在不同频率和不同方位的实测RCS数据，然后利用数据处理软件去除数据中的异常值并进行平滑插值等数据处理得到目标在不同频率下的时间特性曲线和概率密度曲线，从而分析出数据分布规律，估计目标的RCS概率密度曲线或建立目标不同频率或方位的实测RCS模型。
该方法易于实现，并且采用真实数据，结果较为可信，难点在于分析数据需要较大工作量，并且实际测量过程中受环境影响较大，数据稳定性较差，并且测试场地很难保障。
2 缩比模型法由电磁相似率可知，当对理想导电散射体来说，当工作波长、散射体尺寸等参数同时进行同比例的缩放，测量缩放后的目标RCS即可得到实际大小散射体的RCS值。
只要得到目标的实际尺寸、材料，以一定比例做出目标的缩比模型，并在微波暗室或紧缩厂内利用微波原理在相应频段测得该缩比模型的实测RCS，利用缩比模型法可得到目标散射体的实际RCS。
散射原理
散射原理透射光强为l l h K e I e I I α-+-==0)(0h ：散射系数 K ：吸收系数 α：衰减系数（实际测量中得到的）散射是指电磁波通过某些介质时，入射波中一部分能量偏离原来传播方向而以一定规律向其他方向发射的过程。
散射可以用电磁波理论和物质电子理论解释：入射的电场使粒子中的电荷产生振荡，振荡的电荷形成一个或多个电偶极子，它们辐射出次级的球面波，因为电荷的振荡与入射波同步，所以次级波与入射波有相同频率，且有固定的相位关系。
在大气散射过程中，散射粒子的尺度范围很大，从气体分子（约10-4μm ）到气溶胶（约 1μm ）、小水滴（约 10μm ）、冰晶（约 100μm ），以及大雨滴和雹粒（约 1cm ）。
通常以尺度数α = 2π/λ作为判别标准，其中r 为粒子半径，λ为波长。
按α的大小可以将散射过程分为三类：(1) α << 1，即 r < λ 时的散射，称为 Rayleigh 散射或分子散射；(2) 1< α < 50，即 r ≈ λ 时的散射，称为 Mie 散射或大颗粒散射；(3) α > 50，即 r>> λ 时的散射，属于几何光学散射范畴。
对于大气中的粒子（假设是各向同性的），散射光分布型式相应于入射光方向是三维空间对称的，依赖于尺度数 α，其典型情况如图 3.1 所示图3.1 三种尺度粒子的散射强度的角分布型式Rayleigh 散射和 Mie 散射的实质，都是大气分子或气溶胶粒子在入射电磁波作用下激发，而产生振动的电偶极子或多极子，并以粒子为中心向四周辐射出与入射波频率相同的散射波，都属于弹性散射。
瑞利散射瑞利散射解释了大气中气态分子的光学特性，根据瑞利的观点，天空的蓝色是由于大气中圆形、各项同性的、密度大于周围介质、且大小远远小于波长的粒子的散射造成的。
瑞利散射理论的提出是基于以下几个假设条件（1）粒子尺寸远远小于光的波长，一般 r ≤ 0.03λ时，就认为满足条件。
瑞利散射和米氏散射的主要差异-概述说明以及解释
瑞利散射和米氏散射的主要差异-概述说明以及解释1.引言文章1.1 概述散射是指当电磁波或粒子经过介质或粒子时，由于与介质或粒子的相互作用而改变传播方向或路径的现象。
在散射现象中，两种主要类型是瑞利散射和米氏散射。
瑞利散射和米氏散射在物理特性和应用方面存在一些显著的差异。
首先，瑞利散射是一种针对小尺寸颗粒或分子的散射现象。
当入射波的波长远大于颗粒或分子的尺寸时，瑞利散射发生。
这种散射主要由分子或小颗粒的碰撞所引起，导致入射波在所有方向上均匀地散射。
相比之下，米氏散射则是指入射波与中等尺寸颗粒相互作用的散射现象。
当入射波的波长与颗粒尺寸相当时，米氏散射发生。
米氏散射会引起入射波在特定方向上的增强或衰减，形成明显的散射模式。
其次，瑞利散射和米氏散射的特点也有所不同。
瑞利散射的强度与波长的四次方成反比，这意味着较短波长的入射波会更容易产生强烈的瑞利散射。
而米氏散射的强度与波长的平方成反比，这使得较长波长的入射波更容易产生强烈的米氏散射。
此外，瑞利散射和米氏散射对入射波的偏振状态也有不同的响应。
瑞利散射不会改变入射波的偏振状态，而米氏散射会导致入射波的偏振发生改变。
最后，散射现象在许多领域中具有重要的应用和意义。
瑞利散射和米氏散射的差异在遥感、气候研究、大气科学、通信技术等领域中都有广泛的应用。
通过研究和理解散射现象的特点和行为，科学家和工程师能够利用散射现象来获取关于颗粒尺寸、成分、分布等信息，从而推动相关领域的研究和发展。
总之，瑞利散射和米氏散射是两种不同类型的散射现象，它们在物理特性和应用方面存在显著的差异。
深入了解和研究这些差异，对于我们理解和应用散射现象具有重要的意义。
1.2 文章结构文章结构的主要内容如下：本文主要分为三大部分：引言、正文和结论。
在引言部分，我们将对瑞利散射和米氏散射进行概述，介绍它们的背景和特点，并明确本文的目的。
接下来，在正文部分，我们将详细探讨瑞利散射和米氏散射。
首先，我们将介绍瑞利散射的背景和特点，包括其产生机制和物理原理。
40个发明原理对应的例子
40个发明原理对应的例子1.蒸馏原理：以凝聚、分离物质的物理性质差异为基础，例如利用蒸馏原理进行酒精的提取。
2.磁力原理：利用物体间的磁力相互作用，例如利用磁力原理制造磁铁，进行电磁感应等。
3.重力原理：物体间的互相吸引作用，例如利用地球引力原理进行天体运动研究。
4.光学原理：利用光的传播、折射等特性进行研究与应用，例如利用凸透镜进行焦距调节。
5.水力原理：利用液体压力传递及应用，例如利用液力变矩器传递动力。
6.摩擦力原理：物体间相互作用所产生的抵抗力，例如利用滚动摩擦原理制造轮子。
7.流体动力学原理：研究液体和气体的流动力学，例如利用风力原理制造风车。
8.气压原理：利用气体分子碰撞而产生的压力传递与应用，例如利用气压原理制造真空吸盘。
9.电磁感应原理：通过电流和磁场的相互作用产生感应电动势，例如利用电磁感应原理制造电动发电机。
10.热传导原理：物体间热能传递的原理，例如利用热传导原理制造热敏电阻。
11.燃烧原理：燃料与氧气发生反应产生热能，例如利用燃烧原理制造火箭发动机。
12.化学反应原理：物质间发生化学反应，例如利用化学反应原理制造氢氧混合动力火箭。
13.波动原理：波动现象的传播与应用，例如利用波动原理制造声波传感器。
14.电化学原理：电能和化学反应的相互转化，例如利用电化学原理制造电池。
15.磁力感应原理：通过磁场与导体相互作用产生感应电流，例如利用磁力感应原理制造电磁铁。
16.空气动力学原理：研究空气流动及其应用，例如利用空气动力学原理制造飞机翅膀。
17.空气浮力原理：物体在气体中受到的浮力，例如利用空气浮力原理制造气球。
18.机械传动原理：利用机械部件的相互啮合、转动实现力和运动的传递，例如利用齿轮传动原理制造时钟。
19.共振原理：物体在外力作用下以自身本征频率振动的现象，例如利用共振原理制造声音放大器。
20.运动稳定原理：物体在外力作用下保持平衡或稳定运动，例如利用运动稳定原理制造陀螺仪。
光散射现象原理及应用举例
2021/9/26
上一页 下一页
6.1 电偶极辐射对反射、折射现象的解释
1、电偶极子模型（理想模型）
用一组简谐振子来代替实际物质的分子，每一振子可认为 是一个电偶极子，由两个电量相等，符号相反的带电粒子 组成，电偶极子之间有准弹性力作用，能作简谐振动。 两种振子： 电子振子：核假定不参加运动，准弹力的中心。 分子振子：质量较大的一个粒子可认为不参加运动
2021/9/26
上一页 下一页
在吸收带内因光极弱，很难推测到折射率的数据。过了吸 收带，色散曲线（ST段）又恢复正常的形式，并满足科希 公式。
2021/9/26
上一页 下一页
光的散射可分为两大类：
散射光的波长不变 散射光的波长改变
瑞利散射 米氏散射
拉曼散射（Raman1928） 布里渊散射Brillouin1921
瑞利散射：散射粒子的线度小于光的波长的十分之 一，则称为～。
米氏散射：散射粒子的线度与光波长同量级或大于 光波波长的散射，称为～。
2021/9/26
上一页 下一页
三. 散射光强的角分布和偏振态
实验表明，散射光的强度随光的方向而变化，自然 光入射时，散射光强满足下式：
I I0 (1 cos2 )
是散射光方向与入射光方向之间的夹角。
可见，散射光 强的分布是对 于光的传播方 向及垂直于光 的传播方向是 对称的。
2021/9/26
也平行于X轴。由此产生的
次波为球面波。光波又是横
波，振动方向与传播方向垂
直。在各个方向的振幅应等 y
于最大振幅在相应方向的投 影。
2021/9/26
上一页 下一页
论文相似性检测报告(详细版)
论文相似性检测报告论文相似性检测报告（详细版）报告编号：3b7eda59-9b33-49eb-84b7-a4f100f45db2原文字数：40,150检测日期：2015年08月11日检测范围：中国学术期刊数据库（CSPD）、中国学位论文全文数据库（CDDB）、中国学术会议论文数据库（CCPD）、中国学术网页数据库（CSWD）检测结果：一、总体结论总相似比：4.00% (参考文献相似比：0.00%，排除参考文献相似比：4.00%)二、相似片段分布注：绿色区域为参考文献相似部分，红色区域为其它论文相似部分。
三、相似论文作者（举例6个）点击查看全部举例相似论文作者四、典型相似论文（举例69篇）序号相似比相似论文标题参考文献论文类型作者来源发表时间10.86%PET系统中数据采集模式的实现学位论文孙广彬郑州大学200320.86%胸-头脉搏波传导时间测量技术研究学位论文姬军第四军医大学200630.86%心电信号的计算机识别分析及应用学位论文周静山东大学200440.86%心电信号自动分析技术的研究学位论文赵耀郑州大学2007论文相似性检测报告序号相似比相似论文标题参考文献论文类型作者来源发表时间50.86%基于USB接口的虚拟频谱分析仪实现学位论文黄志华西安电子科技大学200660.86%ECG参数检测算法的研究学位论文白帆北京交通大学200970.86%生物体电磁兼容研究—磁刺激对大鼠心电的影响学位论文常斌天津大学200680.86%硅基单反应腔PCR生物芯片的设计与制作学位论文刘大震大连理工大学200490.86%基于工控机的小型汽轮机监视系统学位论文陈岭江南大学2008100.86%手工拍发莫尔斯码的自动译码系统设计学位论文霍建辽宁科技大学2007 110.86%高速旋转试验台压力温度测试仪设计研究学位论文鲁春强南京理工大学2008 120.86%可穿戴远程医疗系统用户端的硬件研究学位论文王景灿重庆大学2008 130.86%基于单片机的电液伺服控制系统学位论文贾志平北京交通大学2006 140.57%基于TCP/IP协议的门禁控制系统设计学位论文戴曰梅合肥工业大学2007 150.57%滚转角误差测量方法的研究学位论文曹睿北京交通大学2007点击查看全部举例相似论文五、相似论文片段（共7个）论文相似性检测报告论文相似性检测报告论文相似性检测报告论文相似性检测报告六、全部举例相似论文作者（共6个）序号作者典型片段总相似比剩余相似比1赵耀0.86% 3.14% 2钟志鑫0.57% 3.43% 3曾剑0.57% 3.43% 4霍建0.57% 3.43% 5鲁春强0.57% 3.43% 6夏青0.57% 3.43%论文相似性检测报告七、相似论文（举例69篇）序号相似比相似论文标题参考文献论文类型作者来源发表时间10.86%PET系统中数据采集模式的实现学位论文孙广彬郑州大学200320.86%胸-头脉搏波传导时间测量技术研究学位论文姬军第四军医大学200630.86%心电信号的计算机识别分析及应用学位论文周静山东大学200440.86%心电信号自动分析技术的研究学位论文赵耀郑州大学200750.86%基于USB接口的虚拟频谱分析仪实现学位论文黄志华西安电子科技大学200660.86%ECG参数检测算法的研究学位论文白帆北京交通大学200970.86%生物体电磁兼容研究—磁刺激对大鼠心电的影响学位论文常斌天津大学200680.86%硅基单反应腔PCR生物芯片的设计与制作学位论文刘大震大连理工大学200490.86%基于工控机的小型汽轮机监视系统学位论文陈岭江南大学2008100.86%手工拍发莫尔斯码的自动译码系统设计学位论文霍建辽宁科技大学2007 110.86%高速旋转试验台压力温度测试仪设计研究学位论文鲁春强南京理工大学2008 120.86%可穿戴远程医疗系统用户端的硬件研究学位论文王景灿重庆大学2008 130.86%基于单片机的电液伺服控制系统学位论文贾志平北京交通大学2006 140.57%基于TCP/IP协议的门禁控制系统设计学位论文戴曰梅合肥工业大学2007 150.57%滚转角误差测量方法的研究学位论文曹睿北京交通大学2007 160.57%汽车防撞预警系统学位论文贾楠太原理工大学2010 170.57%声表面波气体传感器的研究及其检测系统开发学位论文田爽南开大学2010论文相似性检测报告序号相似比相似论文标题参考文献论文类型作者来源发表时间180.57%基于GPRS的配电网远程数据采集及管理系统设计学位论文徐岸柳华北电力大学(北京)2010 190.57%基于微型光谱仪的单片机系统学位论文钟志鑫重庆大学2005 200.57%肌电引导仪的设计学位论文朱显武浙江大学2006 210.57%便携式电磁辐射检测仪的研制与测试期刊论文马晓琳 等军械工程学院学报2010 220.57%光后向散射式烟尘在线测量样机的研制期刊论文李霖峰 等光学仪器2008 230.57%基于RFID技术的短信防盗系统设计学位论文夏青河北大学2013 240.57%激光干扰诱偏控制系统研究学位论文李彦玫哈尔滨工业大学2010 250.57%浅谈水利工程对下游生态环境的影响期刊论文赵培培 等科技致富向导2013 260.57%基于C51的香菇大棚温控系统的实现期刊论文王华 等科技致富向导2013 270.57%51单片机的入门及简单应用期刊论文李森 等科技与生活2010 280.57%人体心电信号的采集与压缩系统的研究学位论文熊颖哈尔滨工程大学2003 290.57%一种基于嵌入式技术的多功能心电图仪的设计学位论文曾剑东南大学2008 300.57%基于LabVIEW的心电信号采集处理系统的研究学位论文史利杰合肥工业大学2007 310.57%小区车辆进出无线门禁系统的总体设计方案期刊论文于薇 等科技与生活2010 320.57%船舶液舱晃荡模拟系统研发学位论文王剑楠浙江海洋学院2014 330.57%基于CAN总线的中波发射机温度监控系统学位论文何艳芬厦门大学2013 340.57%基于嵌入式技术的智能家居系统研究学位论文宋慧超内蒙古大学2011 350.57%基于单片机的干燥器控制系统设计期刊论文朱钢 等仪器仪表用户2011论文相似性检测报告序号相似比相似论文标题参考文献论文类型作者来源发表时间360.57%基于LabVIEW和USB接口数据采集器的设计期刊论文张青春仪表技术与传感器2012 370.57%单片机控制的步进电机系统期刊论文徐静 等农业装备与车辆工程2008 380.57%非晶材料电特性测量和温度控制系统的设计学位论文王海洋兰州理工大学2009 390.57%基于蓝牙传输的脉搏信号检测系统的设计与实现学位论文王景辉兰州理工大学2009 400.57%基于FPGA与PC机的地震动信号采集与处理系统的研究与实现学位论文管明波南京理工大学2008 410.57%纸浆纤维表面电荷检测方法的研究学位论文房孝涛山东轻工业学院2007 420.57%矩形线圈激励无损检测技术研究学位论文曹雄恒国防科学技术大学2002 430.57%小型自动称重式蒸散仪的研制学位论文周小蓉中国农业大学2004 440.57%基于流动电位法纸浆Zeta电位检测方法的研究学位论文张继宾山东轻工业学院2003 450.57%智能数字电子水平仪机理及关键技术的研究学位论文张玉华青岛科技大学2003 460.57%螺栓扳手测控系统的研究与设计学位论文楚建军中南大学2007 470.57%脉图信息采集处理系统学位论文王艳苹山东大学2006 480.57%移动机器人完全遍历系统研究学位论文刘奎东南大学2006 490.57%高速旋转火箭发动机内置动态参数记录仪设计学位论文胡慧慧南京理工大学2006 500.57%基于地震动传感器的人员车辆探测系统学位论文谢仕强南京理工大学2006 510.57%高精度光纤光栅传感解调系统的研究学位论文李林燕山大学2006 520.57%睡眠呼吸暂停监视仪的研究与实现学位论文辛海琴太原理工大学2008 530.57%双环境信息采集处理系统的设计与识别算法的研究学位论文王忠林南京理工大学2007论文相似性检测报告序号相似比相似论文标题参考文献论文类型作者来源发表时间540.57%头盔冲击试验台传感器与信号调理模块的研究学位论文魏婉华湖北工业大学2007 550.57%基于CDEGS的变电站接地网腐蚀诊断研究学位论文刘冉山东大学2014 560.57%基于GPRS的电气设备监控系统设计期刊论文卢兰素河北冶金2014 570.57%基于虚拟仪器的高精度压力信号放大系统设计期刊论文刘魁方 等电子科技2013 580.57%便携式固体火箭发动机测试系统设计学位论文肖鹏南京理工大学2009 590.57%基于热电偶的爆炸温度场存储测试技术研究学位论文李幸南京理工大学2009 600.57%混合动力车电源系统监测及CAN总线通信期刊论文王明坤 等国防交通工程与技术2013 610.57%在线智能重量测量仪的设计期刊论文杨兴满 等微计算机信息2007 620.57%基于VI的载流子迁移率测试系统的研制学位论文汤震汕头大学2011 630.57%光谱电化学微电流检测系统的研究学位论文范满红西北师范大学2012 640.57%材料试验机的数字化改造学位论文于旭光山东大学2006 650.57%基于微震技术的田野文物信息采集系统设计学位论文张涛西安科技大学2012 660.57%基于ARM的便携式心电仪的设计与实现学位论文刘麟童辽宁工程技术大学2009 670.57%WE-30型液压摆锤式材料试验机的数字化改造学位论文梁亮中国海洋大学2011 680.57%双钳口式杆塔接地电阻测量仪的研制学位论文喻琰华中科技大学2013 690.57%基于无线网络的塔机集群控制系统研究学位论文陈帮浙江工业大学2010查看全文报告请点击说明：11论文相似性检测报告1.总相似比≈送检论文与检测范围全部数据相似部分的字数/送检论文总字数2.参考文献相似比≈送检论文与其参考文献相似部分的字数/送检论文总字数3.排除参考文献相似比=总相似比-参考文献相似比4.剩余相似比≈总相似比-典型片段总相似比5.本报告为检测系统算法自动生成，仅供参考。
目标雷达散射截面缩比测量关键技术概述
键技 术进 行 了概述 ， 最后 总结 了对 国 内外雷达 散射 截 面 缩 比测 量研 究领域 的最 新进 展 和 研 究
方 向。
关键词： 雷达散 射截 面 ； 电磁相似 理论 ； 缩 比模 型 ； 紧缩场 中图 分类号 ： Ｔ Ｎ ９ ５ １ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ｌ 一 ０ ６ ７ ３ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ２ — ０ １ ８ ４ — ０ ５
Ｓ ｕｍ ｍ ａ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｋｅ ｙ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｃ ａ ｌ ｅ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ Ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｏ ｆ Ｒ ＣＳ
Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｗｅ ｎ— ｔ ｉ ｎ ｇ， Ｗ Ｕ Ｄｅ — ｗｅ ｉ ， ＨＥ Ｊ ｉ ｎ ｇ
第 １ ４卷 第 ２期 ２ ０ １ ３年 ４ 月
信 息 工 程 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖｏ ｌ ＿ １ ４ Ｎ０ ２ Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ３
ＤＯＩ ： １ ０． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ０ ６ ７ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ １ １
目标 雷 达 散射 截 面缩 比测 量 关 键 技术 概述
蒋文 亭 ， 吴德 伟 ， 何 晶
（ 空 军 工 程 大 学 信息 与 导航 学 院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ７ ）
量 是 以 电磁 相 似 理 论 为 基 础 ， 根 据 严 格 的 相 似 关 系 建 立 缩 比测 量 实 验 场 — — 紧 缩 场 ， 对 微缩 的
几类常见媒质电磁散射问题的统一描述
几类常见媒质电磁散射问题的统一描述刘广东【摘要】工程实践中，经常遇到线性或非线性媒质、各向同性或各向异性媒质、色散或非色散媒质、无耗或有耗媒质、无磁或有磁媒质以及导体或介质等几类不同目标的电磁散射问题，却尚未形成统一的理论描述。
尝试利用体等效原理，由麦克斯韦方程组导出了这几类问题的一般形式，通过设定一些特定参数，即可得到前述的具体问题，以期为该领域的应用研究奠定理论基础。
几个散射算例初步证实了本文理论框架的普适性。
%The electromagnetic (EM) scattering problems concerning the object of interest (OI) of the media, either linear or nonlinear, either isotropic or anisotropic, either dispersive or nondispersive, either lossless or lossy, either nonmagnetic or mag-netic, and either conductive or dielectric, are often encountered in engineering practice. However, a general description of these problems has not been made. Based on the volume equivalence theorem, this task is tentatively performed in this paper by deriving from the Maxwell equations. After that, the aforementioned specific problems could be described through setting certain parameters. This work might lay theoretical foundation for the application research in this field. Several numerical examples preliminarily demon-strate the universality of the presented theoretical framework.【期刊名称】《阜阳师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】7页(P15-21)【关键词】电磁散射;体等效原理;麦克斯韦方程;本构关系【作者】刘广东【作者单位】阜阳师范学院物理与电子科学学院，安徽阜阳 236037【正文语种】中文【中图分类】O451电磁散射是电磁场和媒质相互作用的物理过程，其遵循的一般规律是麦克斯韦(Maxwell)方程组［1］。
光的吸收、色散和散射
E 2 p r I E2 4 p2 r2
瑞利认为：由于热运动破坏了散射体之间的位置关联，
各次波不再是相干的，计算散射时应将次波的强度而不
是振幅叠加起来，于是感生偶极辐射的机制导致正比于
4或1/4 。
2020年3月29日
30
光学教程专题 光的吸收、色散和散射
Mie散射 C.Mie(1908)和P.Debye(1909)以球形质点为
Nzq 2
0m
(02
02 2 2 )2 22
2n2
Nzq 2
0m
(02
2 )2
2 2
以上两式称为亥姆霍兹方程；实部反映了介质中感生电
偶极子电矩所产生的附加场的效果；虚部反映了感生电
偶极子对外电磁波能量的吸收。
2020年3月29日
20
光学教程专题 光的吸收、色散和散射
光的发射、吸收和色散的经典电磁理论：
§3 光的相速和群速
光速的测定
1862年，J.B.L.Foucault测定空气和水中光 速之比近于4:3，直接有力地证明了惠更斯的波 动说（sini1:sini2=v1:v2）。
1885年，A.A.Michelson更精确地重复了傅 科的实验结果，但在另外的测试中得到空气和
CS2中光速比为1.758，与折射率法测得的1.64 相差甚大，绝非实验误差所致。
细说明。故常称为布格定律或朗伯定律。
2020年3月29日
2
光学教程专题 光的吸收、色散和散射
溶液的Beer定律：
对于溶液，实验表明，其吸收系数与其浓
度C 成正比：
I I0e ACl
Beer定律只有每个分子的吸收本领不受周围分 子影响时才成立，当溶液浓度大到足以使分子 间的相互作用影响到它们的吸收本领时，就会 发生对比尔定律的偏离。
电磁场与电磁波复习资料
电磁场与电磁波复习资料⼀、名词解释1. 通量、散度、⾼斯散度定理通量：⽮量穿过曲⾯的⽮量线总数。
（⽮量线也叫通量线，穿出的为正，穿⼊的为负）散度：⽮量场中任意⼀点处通量对体积的变化率。
⾼斯散度定理：任意⽮量函数A的散度在场中任意⼀个体积内的体积分，等于该⽮量函在限定该体积的闭合⾯的法线分量沿闭合⾯的⾯积分。
2. 环量、旋度、斯托克斯定理环量：⽮量A沿空间有向闭合曲线C的线积分称为⽮量A沿闭合曲线l的环量。
其物理意义随A所代表的场⽽定，当A为电场强度时，其环量是围绕闭合路径的电动势；在重⼒场中，环量是重⼒所做的功。
旋度：⾯元与所指⽮量场f之⽮量积对⼀个闭合⾯S的积分除以该闭合⾯所包容的体积之商，当该体积所有尺⼨趋于⽆穷⼩时极限的⼀个⽮量。
斯托克斯定理：⼀个⽮量函数的环量等于该⽮量函数的旋度对该闭合曲线所包围的任意曲⾯的积分。
3. 亥姆霍兹定理在有限区域V内的任⼀⽮量场，由他的散度，旋度和边界条件（即限定区域V的闭合⾯S上⽮量场的分布）唯⼀的确定。
说明的问题是要确定⼀个⽮量或⼀个⽮量描述的场，须同时确定其散度和旋度4. 电场⼒、磁场⼒、洛仑兹⼒电场⼒：电场⼒：电场对电荷的作⽤称为电⼒。
磁场⼒：运动的电荷，即电流之间的作⽤⼒，称为磁场⼒。
洛伦兹⼒：电场⼒与磁场⼒的合⼒称为洛伦兹⼒。
5. 电偶极⼦、磁偶极⼦电偶极⼦：⼀对极性相反但⾮常靠近的等量电荷称为电偶极⼦。
磁偶极⼦：尺⼨远远⼩于回路与场点之间距离的⼩电流回路（电流环）称为磁偶极⼦。
6. 传导电流、位移电流传导电流：⾃由电荷在导电媒质中作有规则运动⽽形成的电流。
位移电流：电场的变化引起电介质内部的电量变化⽽产⽣的电流。
7. 全电流定律、电流连续性⽅程全电流定律（电流连续性原理）：任意⼀个闭合回线上的总磁压等于被这个闭合回线所包围的⾯内穿过的全部电流的代数和O8. 电介质的极化、极化⽮量电介质的极化：把⼀块电介质放⼊电场中，它会受到电场的作⽤，其分⼦或原⼦内的正，负电荷将在电场⼒的作⽤下产⽣微⼩的弹性位移或偏转，形成⼀个个⼩电偶极⼦，这种现象称为电介质的极化。
电磁散射缩比测量中的相似原理
2 1, s • 若 mr 此时远场距离变成： mr
Rm
2 D2
D2D20来自 mr Rp s经典相似定理的不相容性
• 方案二（使用同种材料测量）：
也即：
2
m p , m p , m p
2 2
代入
m m fm / p p f p s
H 1 ' H E E 0 t l0 t0 t E 1 ' E H E H E 0 t l0 t0 t
电磁相似定理的推导：
• 整理可得：
l0 2 E l E E ( ) 0 2 t0 T t0 T
简单散射体的RCS
f (l / )
n
• 组成复杂形 状物体的各 种简单散射 体可以根据 其表面在两 个相互垂直 方向上的曲 率半径进行 分类:
两垂直方向上的曲率
N的取值
二维均为无限大( 平板)
一维无限大, 另一维为非零有 限值( 直柱面) 一维无限大, 另一维为零半径 ( 直边缘) 二维均为非零有限值( 双向弯 曲面, 如椭球, 球, 抛物面) 一维非零有限值, 另一维为零 半径( 平面曲边缘) 二维曲率半径均为零( 尖顶)
缩比测量的依据：
• 经典相似定律：
• 如果两个物理过程遵守同一物理规律，而表征一 个过程的各物理量ξ′可以用与ξ′ 同类的但表征另一 过程的物理量ξ′′乘以常数c（称为相似常数,并且对 所有这些同类的物理量都相同： ξ ′ = cξ ′′）的方法 得到，那么这两个过程就称为相似的过程
电磁相似定理的推导：
• 只需使 lm / m l p / p ,即lm fm l p f p 即可使上式
高海情海面电磁缩比模拟方法及试验验证
高海情海面电磁缩比模拟方法及试验验证戴飞;薛正国;岳慧【摘要】针对实验室内难以直接构造高海情海面的问题,采用电磁缩比测量的方法研究其电磁散射特性.首先讨论了缩比PM谱海面满足几何相似性的要求,然后定量分析了以淡水替代海水造成不满足物理相似性要求而引入的误差和对粗糙海面进行缩比模拟测量的影响.根据粗糙海面缩比模拟理论,在实验室内成功模拟构造满足缩比测量条件的粗糙海面,并开展了海面缩比模拟测试验证,获取了海面散射特性数据.【期刊名称】《制导与引信》【年(卷),期】2014(035)004【总页数】5页(P24-28)【关键词】粗糙海面;电磁散射;缩比测量;散射系数【作者】戴飞;薛正国;岳慧【作者单位】电磁散射重点实验室,上海200438;电磁散射重点实验室,上海200438;电磁散射重点实验室,上海200438【正文语种】中文【中图分类】TN011海上实测是研究海杂波电磁散射特性的主要手段［1］。
国内外专家学者在不同海域开展了大量的海杂波实测,获取的海面散射特性数据变化范围很大。
即使海情相同,每次测量的结果也不完全一致,主要原因在于海面及其周围的环境难以测定和定量描述。
为了克服这一问题,提高海杂波的测试精度,利用造波水池模拟海浪开展实验室内模拟测试逐渐成为国内外研究的热点［2］。
但受造波能力的限制,实验室内模拟的海情有限,无法开展高海情的海杂波测试。
随着非金属缩比测试理论的逐渐完善,通过对低海情海杂波的电磁缩比测试反演高海情海杂波散射特性数据成为可能［3,4］,受到国内外专家的关注。
针对上述问题,基于非金属缩比理论提出粗糙面缩比模拟测试方法,通过造波水池模拟生成缩比海面,分析海水介电参数不一致性导致的误差,开展造波池缩比模拟高海情海面近场电磁散射测量、误差分析及特性统计,为海面散射特性的测量研究提供新的手段。
由于目前国内海环境模拟系统尚不具备构造大于3级海情海面的模拟能力,对于高海情电磁散射特性,可以通过缩比模拟测量方法开展相关研究。
非高斯海面后向电磁散射的小斜率近似方法
非高斯海面后向电磁散射的小斜率近似方法韦国晖【摘要】Two-dimensional electromagnetic backscattering over the Gaussian and non-Gaussian rough sea surfaces was investigated by using small slope approximation method The computation formulae and numeric result of autocorrelation function, the skewness and the deviated peakness functions were given. The formulae of backscattering cross sections over the Gaussian and non-Gaussian rough sea surface were ob-tained by means of small slope approximatioa Finally, by applying small slope approximation, the char-. acteristics of electromagnetic backscattering over non-Gaussian oceanic surface was discussed A better a-greement was obtained between the numerical results and the measured data.%采用小斜率近似方法研究二维高斯和非高斯粗糙海面后向电磁散射问题,给出自相关函数、偏斜度函数和偏峰度函数的计算公式和数值结果,得到小斜率近似下满足高斯和非高斯分布的二维海面后向电磁散射截面计算公式.应用小斜率近似方法讨论非高斯海面后向电磁散射特性,计算结果和实验数据有较好的吻合.【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2013(039)001【总页数】5页(P167-171)【关键词】小斜率近似;高斯粗糙面;非高斯粗糙面;电磁散射【作者】韦国晖【作者单位】西南石油大学理学院,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】O451海洋面积占全球面积的四分之三左右，为了充分利用这个丰富的天然资源，人们需要对海洋进行遥感［1］.在国防建设方面，人们需要利用星载和机载雷达等在海洋背景下检测和识别目标.这些都需要对海洋面的电磁散射进行研究.粗糙面电磁散射方法有很多，但是绝大部分的电磁散射方法仍具有局限性，特别是掠射情况下，经典粗糙面电磁散射［2-4］的方法至今没有很好的解决这个问题.近几年来发展起来的小斜率近似方法（SSA）［5］是一种解决粗糙面电磁散射的数值方法，一方面，它的应用范围比较广，适用条件是入射和散射波余角的正切值远大于粗糙面的均方根斜率，与入射波长无关；另一方面，它是一个统一的理论，应用到粗糙海面后向电磁散射问题时实现起来比较简单；最后就是它在掠射情况下是准确的.1 小斜率近似下的散射模型一阶双站小斜率近似散射系数表达式如下［5］：式中：｛ks ，ki｝是散射波和入射波波矢的水平投影，｛qs，qi｝是垂直投影，｛z1，z2｝是表面相距的任意两点的高度（假定表面是静态的），Q=qs+qi.对于后向散射，ks=-ki，qs=-qi.对于一个高斯表面，式（1）中的统计矩可以表示为式中：σ2是高度均方根，W2=〈z1z2〉是高度自相关函数.对于一个非高斯表面，式（1）中的统计矩可以用Gram-Charlier级数表示为［6］：式中：κnm（r）是一个具有零均值（μ01=μ10=0）的随机过程的统计累积量，统计矩μnm（r）定义为pz（z1，z2）是高度联合概率密度.为了和斜率分布联系起来，式（3）中的偶数取到了n+m≤4.那么可得［3］式中：W2=μ11 是式（2）中的高度自相关函数；W3=（μ12-μ21）/2是偏斜度函数，它反映了表面的反对称程度并且是个奇函数；第四阶统计矩W4=〈（z1-z2）4〉/12是峰度函数，它是数据偏离正态分布的尺度并且是个偶函数，在无穷大和零点的取值为W4（∞）=σ4，W4（0）=0；令W4d=W4-（σ2-W2）2，这个函数可用来衡量非高斯面和高斯面的峰度函数偏离情况，因此可命名为偏峰函数.2 后向散射截面计算公式的推导若海面高度起伏服从Elfouhaily海谱的分布［7］：式中：M（k）表示海谱的各项同性部分.在极坐标系中，自相关函数可展开为式中式中的W20（r）是各项同性部分，W22（r）是各项异性部分.Jn是第一类的n 阶Bessel函数.这里注意W2（r，φ+π）=W2（r，φ），说明它不能解释顺风和逆风向的反对称性.另一方面，W2（r，φ+π/2）≠W2（r，φ），交叉风向和逆风向的不对称性可反映出来.在对风速u10∈2；17［］m/s的海面模拟中，W（r，φ）可被构建为式（8）：式中Bourlier给出高阶统计矩W3和W4d的详细推导过程［8］.下面是它们的计算公式：偏斜和偏峰函数的相关长度：式中u＊是由Cardone模型确定的摩擦风速.归一化的自相关函数为W2（r，φ）/、归一化的偏斜度函数为W3（r，φ）/、归一化的偏峰度函数为 W4d（r，φ）/.偏斜度函数在海面距离半径大约为1.22Lc3时达到了最小值；偏峰度函数在距离为Lc4时达到了最大值，约为0.37.将式（2，7）代入式（1），并且利用微波段后向散射的特性和一些近似处理，可以得到小斜率近似下满足高斯分布的二维海面后向电磁散射截面计算公式［9］：式中图1 归一化自相关函数、偏斜度和偏峰度函数随距离变化的比较图Fig.1 Variation of normalized self-correlation functions of the skewness function，and deviated peakedness function with radial distance图2 函数En，M＝exp｛－［Q2－α0（r）］｝Ωn，M （α1，α2）随r的变化图Fig.2 Variation of function En，M ＝exp｛－［Q2－α0（r）］｝Ωn，M （α1，α2）with radius r式中对于非高斯粗糙面，将式（5，7，9）代入式（1）可得式中利用微波段后向散射特性，经过进一步的近似处理［8］，可以得出小斜率近似下满足非高斯分布的二维海面后向电磁散射截面计算公式：图2中的风速u10=5m/s，频率f=｛5.3，14.0｝GHz，n=｛0，1，2｝和 M=｛0，1，2｝，并且取后向散射角θ=0（ksi=0，Q=2 K0）.从图中可以看出，对于E0，M主要的贡献是M=0时函数的值，其它函数在M＞1时En，M≈0.对于u10=15m/s情况也是类似的.在θ＞0时有因此，Ωn，∞可被简化为以下式子：3 数值结果与讨论图3根据式（15）给出了风速u10=｛5，15｝m/s时Ku波段非高斯海面后向散射截面随散射角的变化曲线，通过和实验数据［9］相比较可以发现，计算数据和测量结果有较好的吻合，特别是接近掠射的情况下，计算数据也是基本正确，说明小斜率近似方法与经典近似方法相比，在掠射情况下是适用的.HH极化则随着风速增大在掠射的误差增大，这主要是由于随着风速的增大，海面已经变的十分粗糙，因而成为能量在更广的角度范围内散射的原因.图4给出了不同入射角下非高斯海面后向散射截面随风向角的变化，实验数据［6］显示在不同风向下计算数据依然比较准确，这也说明了基于Elfouhaily海谱的经验谱是合理的.图3 后向散射截面随散射角的变化及实验结果比较Fig.3 Variation of cross-section of backscattering with scattering angle and comparison to experimental result图4 后向散射截面随风向角的变化及实验结果比较Fig.4 Variation of cross-section of backscattering with wind direction angle and comparison to experimental result图5从风向的角度比较了高斯粗糙面和非高斯粗糙面的不同，从图中可看出，随着风向和散射角的变化，高斯粗糙面和非高斯粗糙面散射截面的值的大小关系会发生一些改变，当散射角为20°时，风向为0°和90°时的差距最大，而散射角为40°时，差距最大的位置变成了180°.另外，从整体上看，高斯粗糙面的散射截面随风向的变化具有对称性，而非高斯粗糙面的散射截面随风向变化的则没有对称性，这和实际情况是相符的.图5 高斯和非高斯粗糙面散射截面随风向的变化Fig.5 Variation of cross-section of scattering over Gaussian and non-Gaussian rough surfaces with wind direction angle4 结论本文利用小斜率近似方法，研究了二维高斯和非高斯海面后向电磁散射问题，给出了小斜率近似下满足高斯和非高斯分布的二维海面后向电磁散射截面计算公式，计算结果和实验数据的对比验证了计算公式的正确性，也说明了小斜率近似方法与经典近似方法相比在掠射情况下是准确的.对高斯和非高斯海面的后向电磁散射的比较和分析，反映出非高斯海面的后向电磁散射特性是和实际情况更相符的.参考文献：［1］ULABY F T，MOORE R K，FUNG A K.Microwave remote sensing ［M］.The University of Michigan：Addision-Wesbey，1981.［2］BECKMAN P，SPIZZICHINO A.The scattering of electromagnetic waves from rough surfaces［M］.Oxford：Pergamon，1963.［3］ISHIMARU A.Wave propagation and scattering in random media ［M］.New York：Academic Press，1978.［4］郭立新，王蕊，吴振森.随机粗糙面散射的基本理论与方法［M］.北京：科学出版社，2010.［5］VORONOVICH A.Small-slope approximation for electromagnetic wave scattering at a rough interface of two dielectric halfspaces［J］.Wave in Random Media，1994，4：337-367.［6］CHEN K S，FUNG A K.A backscattering model for ocean surface ［J］.IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，1992，30（4）：811-817.［7］ELFOUHAILY T，CHAPRON B，KATSAROS K，et al.A unified directional spectrum for long and short wind-driven waves［J］.Journal of Geophysical Research，1997，102（C7）：781-796.［8］BOURLIER C.Azimuthal harmonic coefficients of the microwave backscattering from a non-Gaussian ocean surface with the first-order SSA model［J］.IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，2004，11（11）：2600-2611.［9］BOURLIER C，BERGINC G.Microwave analytical backscattering models from randomly rough anisotropic sea surfacecomparison with experimental data in C and Ku bands ［J］.Progress in Electromagnetics Research，2002，37：31-78.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
缩比测量的依据：
• 经典相似定律：
• 如果两个物理过程遵守同一物理规律，而表征一 个过程的各物理量ξ′可以用与ξ′ 同类的但表征另一 过程的物理量ξ′′乘以常数c（称为相似常数,并且对 所有这些同类的物理量都相同： ξ ′ = cξ ′′）的方法 得到，那么这两个过程就称为相似的过程
电磁相似定理的推导：
l / 500!!
简单散射体的RCS
• 在高频区，散射变成了局部效应，各散射单元间的相 互作用明显降低。物体的每一部分基本上是单独地散射能 量，其上的感应场只取决于入射波而与其他部分散射的能 量无关 • 因此，对于形状较为复杂的目标，我们可以依据形状 将其分为若干个简单散射体，通过分别计算各个简单体的 RCS，从而得到目标原型的RCS • 这样就相对简化了感应场的计算，同时也简化了为求 得远区散射场和计算RCS所进行的物体表面散射场的积分。 • 而这里所说的简单散射体是指具有如下特点的简单形 状散射体：在这些散射体上没有两个或者两个以上分离的 散射中心
H 1 ' H E E 0 t l0 t0 t E 1 ' E H E H E 0 t l0 t0 t
电磁相似定理的推导：• 整来自可得：l0 2 E l E E ( ) 0 2 t0 T t0 T
简单散射体的RCS
f (l / )
n
• 组成复杂形 状物体的各 种简单散射 体可以根据 其表面在两 个相互垂直 方向上的曲 率半径进行 分类:
两垂直方向上的曲率
N的取值
二维均为无限大( 平板)
一维无限大, 另一维为非零有 限值( 直柱面) 一维无限大, 另一维为零半径 ( 直边缘) 二维均为非零有限值( 双向弯 曲面, 如椭球, 球, 抛物面) 一维非零有限值, 另一维为零 半径( 平面曲边缘) 二维曲率半径均为零( 尖顶)
• 简言之： , 可在较宽的范围内调节，且 无色散；可在较宽的范围内调节，且随 频率呈线性变化；价格低廉
可能的解决方案 • 2.放宽相似性法则： • 模型实验最早是源于流体力学，在流体力学中相似条
件的不相容性比比皆是，而解决的途径大都是放宽相似性 法则，其思想是“工作范围不同，起主要作用的物理法则 也不同，在大范围内不可能相似的，在小范围内往往成为 可能”。 • 前面所分析的经典相似率是在所有频率范围内适用于 一切电磁现象的，而我们一般所讨论的散射问题往往局限 于高频、远场和后向的情况，在高频时对散射的主要贡献 来源于镜面反射分量，其次是边缘绕射分量，再次是尖点 散射分量。因此抓住支配散射过程的主要物理现象，去掉 次要现象，在这些约束下，就有可能找出一种用于高频散 射的近似相似规律。
得到：
m m fm / p p f p s2
fm sf p
fm s2 f p
• 第一不相容性！ • 第二不相容性！
可能的解决方案
• 1.研究新的模型材料，使满足：
m ( fm ) p ( f p )
m ( fm ) p ( f p ) m ( fm ) s p ( f p )
m m / p p s2
2 1, s • 若 mr 此时远场距离变成： mr
Rm
2 D2
D
2D2
0
mr Rp s
经典相似定理的不相容性
• 方案二（使用同种材料测量）：
也即：
2
m p , m p , m p
2 2
代入
m m fm / p p f p s
2 2 m mlm fm p pl p fp
• 定义缩比因子： s l p / lm
m m fm2 / p p f p 2 s2
m m fm / p p f p s2
经典相似定理的不相容性
• 方案一（同频测量）：
f p fm
• 此时要求：
m m / p p s2
2 ' ' 2 0
• 令：
l0 2 ( ) (l0 f0 )2 Re1 t0 l02 2 l0 f0 Re2 t0
经典相似定理的不相容性
• 综上，若想两系统相似应满足：
Re1m Re1 p
Re2m Re2 p
m m (lm fm )2 p p (l p f p )2
电磁散射缩比测量中的 相似规律
SY1102224 吕鸣
• 经典的相似理论 • 经典相似理论的不相容性 • 相似理论的放宽
缩比测量的意义：
• 1、由于待测目标物形状多变，材料结构及电参数复杂， 散射的贡献主要是高阶小量，目前的散射理论尚不能精确 地描述任意目标的散射特性
• 2、大型目标的散射测量需要极其昂贵的费用，将待测目 标缩小成体积较小的模型后，通过对模型的散射特性进行 测量从而得到原型的散射特性
相似性法则的放宽
• 高频方法
• 电磁辐射和散射的三类分析方法：严格解，
数字解，近似解
• 当目标的尺寸远远大于入射波的波长时， 该目标称之为电大尺寸目标。
相似性法则的放宽
俄制苏27歼击机 机长：21.935m 翼展：14.7m
美制AN/APG-77机载雷达 工作频率：X波段（约8~12GHz， 波长：37.5~25mm）
E H H E 0 E 0 t t 令 li l0 Li t t0T 得到 x l0 X , y l0Y , z l0 Z
对时间和长度的微分变成：
T 1 t T t t0 T
对直角坐标分量的微分有： 1 1 y l0 Y x l0 X
L 1 l L l l0 L
1 z l0 Z
电磁相似定理的推导：
ix E x Ex
^
iy y Ey
^
iz
^
ix
^
iy Y Ey
^
iz 1 ' E Z l0 Ez
^
1 z l0 X Ex Ez
' • 其中 表示对x, y , z 的运算， 为对 X , Y , Z 的运算 • 带入Maxwell方程，有：