[发明专利]一种适用于包含多杂质的河冰的河冰RCS的确定方法

权利要求书

1.一种适用于包含多杂质的河冰的河冰RCS的确定方法，其特征在于，包括：

步骤1，获取具有随机分布的球形泥沙散射粒子的VRT参数；

步骤2，获取具有随机分布的椭球形气泡散射粒子的VRT参数；

步骤3，通过算术平均方法获得不同河冰介质层的介电常数；

步骤4，确定不同介质交界面的透射率矩阵；

步骤5，基于球形泥沙散射粒子的VRT参数、椭球形气泡散射粒子的VRT参数以及透射率矩阵和预设的辐射传输方程，获得不同散射情形下电磁波的散射强度；

步骤6，根据所述不同散射情形下电磁波的散射强度得到不同散射情形下河冰的RCS；

步骤7，根据所述不同散射情形下河冰的RCS确定总的RCS。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：

步骤11，根据散射电场与入射电场的关系求出瑞利近似下的散射振幅函数；

步骤12，根据入射方向的电磁波强度与来自散射方向的电磁波强度的耦合关系求出相矩阵，并根据散射振幅函数求出相矩阵中的元素；

步骤13，获得球形散射体散射粒子散射系数、吸收系数以及背景介质的吸收系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2包括：

步骤21，根据散射电场与入射电场的关系求出瑞利近似下的散射振幅函数；

步骤22，根据入射方向的电磁波强度与来自散射方向的电磁波强度的耦合关系求出相矩阵，并根据散射振幅函数求出相矩阵中的元素；

步骤23，获得椭球形散射体散射粒子散射系数和消光系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4包括：

步骤41，确定空气/纯冰+气泡表面的透射矩阵；

步骤42，确定纯冰+气泡/纯冰+泥沙表面的透射矩阵；

步骤43，确定纯冰+泥沙/纯冰+气泡表面的透射矩阵；

步骤44，确定纯冰+气泡/空气表面的透射矩阵；

其中，所述步骤41-44中使用到的各种介电常数由步骤3确定。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6包括：

步骤61，利用积分方程模型获得低粗糙度空气/冰表面的RCS；

步骤62，确定纯冰+空气泡层中气泡贡献的RCS；

步骤63，确定具有低粗糙度的纯冰+空气泡/纯冰+泥沙两层介质分界面的RCS；

步骤64，确定纯冰+泥沙层中泥沙贡献的RCS；

步骤65，确定具有低粗糙度的纯冰+泥沙/水表面的RCS。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤7包括：将步骤61-65中得到的各RCS求和得到总的RCS。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中的预设的辐射传输方程为：

其中，κ_e为消光矩阵，表示电磁波在传播过程中散射粒子散射的能量κ_s、散射粒子吸收能量κ_as以及背景介质吸收能量κba之和；为相矩阵，其本身与相位无关，表示入射辐射强度和散射辐射强度的耦合，即多次散射；表示电磁波强度；表示入射方向；表示散射方向。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤13中通过下式获得球形散射体散射粒子散射系数、吸收系数以及背景介质的吸收系数：

κ_a2＝2k”(1-f_s)

其中，κ_s2是散射粒子散射系数、κ_a1是吸收系数以及κ_a2是背景介质的吸收系数，k”为波数的虚部，f_s为散射粒子的占空比，k'为波数的实部，n₀为单位体积内散射粒子的个数，ε_s为散射粒子的介电常数。