论文摘要
随机粗糙表面电磁散射理论的研究,因为它在军事和海洋等诸多领域的重要应用,成为专家学者们关注的热点。本文针对粗糙面电磁散射的相关解析理论进行了较深入的研究工作。本文首先介绍了粗糙面电磁散射的基本理论,讨论了包括微扰法和基尔霍夫近似方法（KA）在内的经典的解析计算方法。传统的驻留相位KA算法在粗糙面上点的斜率计算中,采用的是在稳相点展开的零阶近似,忽略了表面上点的随机特性;并且在计算散射强度时,是将粗糙面上任意一对邻近点的高度和斜率被看成是相互独立的,即不相关的。事实上,只要粗糙面上任一对邻近点之间的水平距离不大于相关长度（但仍大于入射波长）,它们的高度和对方的斜率就是相关的。并且这种高度与斜率的相关性对散射强度的贡献是明显的,应当计入散射强度的计算中去。本文就以上问题,针对二维高斯粗糙面提出了新的KA改进算法——COR-KA算法。与传统的KA算法相比,该算法的改进之处在于:（1）在粗糙面任意一点上的斜率表达采用的是稳相点展开的一阶近似,进而能用统计的方法处理随机表面上任一点的局部坐标、斜率和菲涅尔反射系数（传统KA算法采用的是稳相点展开的零阶近似,忽略了粗糙面上点的随机特性）;（2）引入了二维粗糙表面两点间高度及法向量的联合概率分布函数（六维）来表征高度和斜率的随机分布规律,完整地考虑了粗糙面两点间高度和高度、高度和斜率、斜率和斜率的相关性。文中详细给出了COR-KA算法计算二维粗糙面散射特性的推导过程,得到了散射系数的解析表达式,建立了一种更准确的二维粗糙面散射理论模型。最后将COR-KA算法的仿真结果与矩量法（MOM）及传统的KA算法等其它相关算法的仿真结果进行对比,验证了COR-KA算法的有效性。