随机粗糙面电磁散射特性的研究方法

曹金燕

（太原理工大学，山西 太原 030024）

波在介质中传播常会遇到粗糙介质表面，这些介质表面的粗糙起伏相对于入射波的波长不能忽略，此时除了镜面方向的反射外，还会在其他方向产生散射。由于入射波与目标、背景的相互作用产生的散射场不仅能反映目标和背景的特征信息，而且也可用于对目标的识别和隐藏。近几十年来，随机粗糙表面电磁散射理论在光学、声学、电磁学、医学等领域得到了广泛的应用和研究，并且随着激光雷达、制导、引信、通讯及激光武器在军事上的应用，加速了对激光目标特性的理论与实验研究。由此而发展的研究方法也多种多样，值得后学者学习与借鉴。

1 粗糙面散射基本理论

粗糙面的电磁散射问题本质上是在一定的边界条件下求解Maxwell方程。在解决实际问题时，少数时候是直接求解Maxwell方程，而在大多数情况下直接求解的是由Maxwell方程结合边界条件导出的积分方程。即一种是简化积分方程，获得表面切向场或等效表面电流进而求解远区散射场，称为近似方法；另一种是从散射场的积分方程出发，利用数值模拟的方法直接求解，称为数值方法。因此，电磁场的积分方程是粗糙面电磁散射问题的基本理论依据。

对于具有时间因子eiwt的时谐电磁波在均匀介质空间中传播时其电磁场E、H分别满足矢量方程：

图1 介质散射体的散射情况

（3）～（6）式称为 Stratton-Chu 积分公式，是求解电、磁散射常用的公式。其意义是：表面外任意点可用表面上各点的本地场来表示。……