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第1章　随机粗糙面建模1

1.1　随机粗糙面相关基本知识1

1.2　随机粗糙面建模的蒙特卡罗方法4

1.2.1　一维粗糙面建模的蒙特卡罗方法4

1.2.2　二维粗糙面建模的蒙特卡罗方法6

1.3　实际动态粗糙海面及其建模8

1.3.1　实际粗糙海面的基本知识9

1.3.2　实际动态粗糙海面的功率谱及蒙特卡罗方法建模10

1.3.3　实际动态粗糙海面的分形模型16

1.3.4　海浪波方程29

参考文献30

第2章　粗糙面电磁散射近似方法32

2.1　积分方程方法33

2.1.1　散射场和散射功率33

2.1.2　散射系数35

2.1.3　数值结果及其分析38

2.2　Kirchhoff近似方法40

2.2.1　求解切向场？×E和？×H40

2.2.2　驻留相位法41

2.2.3　标量近似法44

2.2.4　数值结果及其分析46

2.3　微扰法47

2.3.1　散射问题公式47

2.3.2　场强幅值的确定48

2.3.3　极化系数的确定50

2.3.4　散射系数的推导51

2.3.5　数值结果及其分析52

2.4　小斜率近似方法53

2.4.1　小斜率近似的散射振幅53

2.4.2　小斜率近似的双站散射系数54

2.4.3　数值结果及其分析55

2.5　双尺度方法56

2.5.1　粗糙面电磁散射的双尺度方法56

2.5.2　双尺度法计算实际粗糙海面的电磁散射系数59

参考文献61

第3章　粗糙（海）面电磁散射数值方法62

3.1　矩量法在一维粗糙面电磁散射中的应用63

3.1.1　矩量法的基本原理64

3.1.2　矩量法在一维导体粗糙面电磁散射中的应用66

3.1.3　矩量法在一维介质粗糙面散射中的应用72

3.1.4　数值计算及结果分析73

3.2　快速多极子方法在一维大尺度海面掠入射电磁散射中的应用75

3.2.1　快速多极子方法76

3.2.2　快速多极子方法在导体粗糙面电磁散射中的应用78

3.2.3　快速多极子方法在介质粗糙面电磁散射中的应用84

3.3　FDTD研究一维粗糙面的电磁散射85

3.3.1　FDTD的基本原理85

3.3.2　FDTD在一维粗糙面电磁散射中的应用86

3.4　TDIE研究一维粗糙面瞬态散射特性92

3.4.1　TDIE的基本原理93

3.4.2　TDIE在一维粗糙面瞬态电磁散射中的应用98

3.5　粗糙面电磁散射并行数值计算方法101

3.5.1　并行计算基本知识101

3.5.2　基于消息传递的并行计算104

3.5.3　并行矩量法在二维导体粗糙面电磁散射中的应用106

3.5.4　并行FDTD在二维粗糙面电磁散射中的应用113

参考文献119

第4章　分层粗糙面的电磁散射121

4.1　锥形波入射下Kirchhoff近似求解一维分层粗糙面电磁散射121

4.1.1　锥形波入射下Kirchhoff近似求解单层粗糙面的电磁散射121

4.1.2　Kirchhoff近似求解分层粗糙面的电磁散射125

4.2　Kirchhoff近似结合矩量法求解一维分层粗糙面电磁散射131

4.2.1　基本理论132

4.2.2　数值计算结果及讨论133

4.3　时域有限差分法在分层粗糙面电磁散射中的应用135

4.3.1　一维分层粗糙面的FDTD方法研究135

4.3.2　二维分层粗糙面的FDTD方法研究137

参考文献139

第5章　动态海面散射杂波特征分析141

5.1　动态海面散射杂波的幅值分布141

5.1.1　最大似然估计法141

5.1.2　分布模型及其参数估计142

5.1.3　一维动态粗糙海面的杂波模拟及统计分析147

5.1.4　二维动态海面杂波特性分析150

5.2　动态海面散射杂波的多普勒谱特性152

5.2.1　二维线性海面模型152

5.2.2　海面回波多普勒谱频移153

5.2.3　海面回波多普勒谱展宽156

5.2.4　数值计算结果与讨论157

5.3　动态海面散射杂波的混沌特性162

5.3.1　一维动态粗糙海面后向散射杂波的混沌分析163

5.3.2　二维动态海面后向散射杂波的混沌分析169

5.4　分形在动态海面散射杂波研究中的应用171

5.4.1　豪斯多夫测度和豪斯多夫维数171

5.4.2　维数的几种计算方法172

5.4.3　海面回波的分维数177

参考文献179

第6章　粗糙面与目标的复合电磁散射181

6.1　矩量法在粗糙面与目标复合电磁散射中的应用182

6.1.1　矩量法计算粗糙海面及其上方目标复合电磁散射182

6.1.2　矩量法计算粗糙海面与其上方漂浮目标复合电磁散射187

6.1.3　矩量法计算粗糙地面与其下方目标复合电磁散射191

6.2　Kirchhoff近似与矩量法的混合算法在粗糙面与目标复合散射中的应用198

6.3　时域有限差分方法在粗糙面与目标复合电磁散射中的应用205

6.3.1　FDTD在一维粗糙海面与二维目标复合电磁散射中的应用205

6.3.2 FDTD在一维分层高斯粗糙面与二维目标复合电磁散射中的应用208

6.3.3　FDTD在二维高斯粗糙面与三维目标复合电磁散射中的应用210

6.4　双尺度方法在粗糙海面及其与上方泡沫层复合散射中的应用212

6.5　互易性定理在粗糙海面与目标复合电磁散射中的应用219

6.5.1　互易性定理用于求解粗糙海面与其上方平板目标的复合电磁散射219

6.5.2　互易性定理用于求解粗糙海面与其上方尖锥目标的复合电磁散射241

参考文献250

第7章　粗糙面电磁散射的相关逆问题253

7.1　基于空间场重构理论的粗糙面逆散射算法253

7.1.1　频域逆散射算法254

7.1.2　超宽带脉冲电磁波逆散射算法261

7.2　粗糙面统计参数的反演与重构267

7.2.1　分数布朗运动粗糙面的分维数重构算法267

7.2.2　高斯粗糙面的相关长度和均方根高度的重构算法280

7.3　基于遗传算法和粒子群优化的粗糙面参数反演285

7.3.1　遗传算法在粗糙面参数反演方面的应用285

7.3.2　粒子群优化在海上风速反演方面的应用288

7.4　神经网在粗糙面与目标复合散射模型建立中的应用293

7.4.1　神经网络的基本理论293

7.4.2　基于RBF神经网络的粗糙面与目标复合散射模型建立295

参考文献299