森林的電磁波散射特性研究.pdf

1、電磁波與地表物體之間的相互作用機(jī)制，是微波遙感和空間監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究中非常重要的課題。植被作為地表媒質(zhì)中不可或缺的一部分，能夠?qū)?lái)自空間和周?chē)l(fā)射源的電磁波重新散射出去，形成散射光斑，可被空間的遙感和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收并處理成圖像。因此對(duì)植被散射特性的研究對(duì)微波遙感和空間電磁波譜監(jiān)測(cè)有著極為重要的意義。而自然界中的植被種類(lèi)及形態(tài)千差萬(wàn)別，其介質(zhì)參數(shù)更是差異甚大，要想通過(guò)一個(gè)通用模型來(lái)模擬是不可能的。因此，本文從典型情況入手，以微波低端遙感和通信頻

2、段空間（星載或機(jī)載）頻譜監(jiān)測(cè)為應(yīng)用背景，對(duì)森林的電磁波散射特性進(jìn)行了較深入研究。
　　本文以通信中典型的900MHz頻段電磁波為主要的入射波源，研究在不同入射角度的平面波照射下，幾種森林植被模型的散射情況。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新工作有:
　　1.建立了均勻平面分層結(jié)構(gòu)的森林模型并研究了其散射特性。通過(guò)采用不同的等效介電常數(shù)，將一片森林分成由上而下的十一層。根據(jù)每一層物質(zhì)種類(lèi)以及分布密度的不同，算出其等效介電常數(shù)。然后采用FDTD

3、方法對(duì)森林模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到森林表面的近場(chǎng)分布，再由近遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換得出面積大小不同的森林的散射方向圖。
　　2.建立了以單顆樹(shù)木為單元的周期性森林模型，并研究了其散射特性。將單棵樹(shù)木模型進(jìn)行周期性重復(fù)，可以構(gòu)成一片面積可變的森林模型。本文選取不同的樹(shù)木參數(shù)進(jìn)行周期性重復(fù)，構(gòu)成了四種森林模型并分別對(duì)其進(jìn)行了FDTD仿真計(jì)算。通過(guò)分析對(duì)比其結(jié)果，證明了模型的有效性以及計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　3.對(duì)存在雪覆蓋情況下的森林的散射特性