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《分形表面散射特性的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、ClassifiedIndex:TM937.2U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHESCATTERINGCHARACTERISTICSOFFRACTALSURFACESCandidate：ZhuangYuanSupervisor：Prof.QiChaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：Sc
2、hoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要分形理論是研究不規(guī)則不可微的幾何體的有力工具，從誕生起就廣受關(guān)注。分形結(jié)構(gòu)可以通過對(duì)簡單結(jié)構(gòu)的復(fù)制、縮放和迭代得到。由于可以很好的對(duì)自然中的物體進(jìn)行描述，分形理論被廣泛地應(yīng)用于對(duì)山峰、植被、海平面物體的模擬。對(duì)粗糙表面的模擬也是分形理論的應(yīng)用之一。雙向反射分布函數(shù)（Bidirec
3、tionalReflectanceDistributionFunction）是目標(biāo)與環(huán)境光學(xué)特性研究中，用描述材料表面空間散射分布特性和光譜特性的物理量。BRDF在遙感、探測(cè)、隱身技術(shù)和圖像處理中有十分廣泛的應(yīng)用。因此，對(duì)于BRDF的研究是具有實(shí)際意義的。BRDF的分布受材料表面粗糙度，光源入射角度、光源波長偏振等多種因素的影響。光源位置的變動(dòng)，對(duì)BRDF值的影響非常大，也為電磁散射帶來了新的性質(zhì)。本文首先利用以分形理論為基礎(chǔ)的2維帶限WM(Weierstrass–Mandelbrot)模型對(duì)粗糙表面進(jìn)行了模擬，并與傳統(tǒng)模
4、型進(jìn)行了比較。在COMSOLMultiphysics環(huán)境中，對(duì)分形表面的散射特性進(jìn)行了理論分析，研究了分形維、光源波長，入射天頂角和偏振等因素對(duì)BRDF空間分布的影響。由于電磁場(chǎng)本身具有時(shí)變的性質(zhì)，因此對(duì)于電磁散射的時(shí)間特性也進(jìn)行了仿真。重點(diǎn)對(duì)光源空間位置變動(dòng)過程中，散射電場(chǎng)受到的影響進(jìn)行了討論，在對(duì)散射電場(chǎng)的時(shí)間序列的混沌分析中，得到了數(shù)值為正的最大Lyapunov指數(shù)。最后，在我校自行研制的BRDF測(cè)量系統(tǒng)中，對(duì)黑鎳、碳纖維、碳化硅和石英玻璃四種材料的表面散射BRDF值進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量，對(duì)于光源入射角度變化對(duì)BRDF的影
5、響進(jìn)行了分析，并與仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。關(guān)鍵詞：分形理論；粗糙表面；BRDF；電磁散射-I-AbstractAbstractThefractaltheoryperformsasausefultooldealingwithontheunsmoothandnondiferentiablegeometricobjectgeneratedbyanonlinearsystem.Ithasgainextensivelyattentionsinceitwasproposed.Fractalstructurecanbeattainedthr
6、oughtheduplicate,scalingandinteractionofitsinitialsimplepart.Studieshaveshownthatitismoreusefulandsuitabletousefractaltheorytodescribenaturalobjectssuchastheboundarytheprofileofthemountainpeak,coastline,plantcoverage,seawavesandsoon.BRDF(BidirectionalReflectanceDi
7、stributionFunction)isusuallyusedtodescriptthespacedistributioncharacteristicandspectrumcharacteristicofEM(Electromagneticfield)scatteringfromroughsurfacesinthestudiesoftargetandenvironmentlightcharacteristics.ExtensiveapplicationsofBRDFhavebeenappliedinthefieldofr
8、emotesensing,targetrecognizing,radarstealthtechniquesandimageprocessing.ThedistributionofBRDFcanbeaffectedbymanyelementssuchasthesurfaceroughnessofmater
