分形海面电磁散射特性研究：双尺度法与模型改进

"双尺度法下改进分形海面电磁散射特性研究" 本文主要探讨了在海洋光学领域中，如何改进经典分形模型以更好地描述海面电磁散射的特性。传统的分形模型在处理空间波数小于基波波数的情况时，其功率谱无法满足正幂率的要求。为解决这一问题，研究者提出了一种新的模型，该模型结合了统计模型和归一化的带限Weierstrass-Mandelbrot (WM)分形模型，构建了一维粗糙海面模型。通过对功率谱的闭式解进行计算并与Pierson-Moscowitz (PM)谱进行对比，结果表明两种模型的匹配度较高。 进一步，文章在双尺度法的框架下，推导了改进模型的电磁散射系数的闭合解。通过比较Longuet-Higgins模型、经典分形模型和改进模型的电磁散射系数的角分布，研究者发现三者之间的差异主要源于大尺度波浪的不同表现。这表明改进模型能够更准确地模拟不同尺度波浪对电磁散射的影响，从而提高了模型的适用性和准确性。 为了验证改进模型的有效性，作者还利用了实测数据进行对比分析。这种实证研究方法增强了理论模型的可信度，也为未来在实际应用中考虑海面粗糙度对电磁散射的影响提供了有力的理论支持。 这项研究的核心在于通过创新性的数学模型改进，提升了对海面电磁散射现象的理解和预测能力，这对于海洋光学、雷达遥感、以及海洋环境监测等领域具有重要意义。研究不仅解决了经典模型在特定条件下的局限性，也为我们提供了更加精确的海面电磁散射特性描述工具，对于提高海洋观测技术的精度和可靠性具有积极作用。