若干波長(zhǎng)下多種材料表面雙向反射分布函數(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代軍事已將高精度跟蹤、制導(dǎo)和目標(biāo)識(shí)別作為先進(jìn)武器的發(fā)展方向,采用各種手段發(fā)現(xiàn)和隱藏軍事目標(biāo)散射特性是武器設(shè)計(jì)和使用中必須要考慮的問題。隨著涉及的軍事目標(biāo)日益復(fù)雜化,探測(cè)精度要求的不斷提高以及波段將不斷擴(kuò)展,對(duì)紅外、激光輻射與目標(biāo)散射特性的深入研究和要求也更為迫切。雙向反射分布函數(shù)(BRDF)可以用來(lái)評(píng)估各類材料表面的可見光、紅外激光雙向反射、吸收和輻射特性。它主要由表面粗糙度、介電常數(shù)、照射或反射波長(zhǎng)、偏振等因素決定。雙向反射分布函數(shù)

2、在光波段和微波段的散射、輻射以及遙感等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,并已經(jīng)擴(kuò)展到了計(jì)算機(jī)視覺等新興的研究領(lǐng)域。實(shí)際表面通常都是不規(guī)則的、高度隨機(jī)變化的,而表面的散射情況與表面形狀有很大的關(guān)系,這就需要有一種能夠研究不規(guī)則表面的工具。分形理論(Fractal Theory)是研究和處理具有標(biāo)度特征的不規(guī)則圖形的強(qiáng)有力工具,其能夠通過簡(jiǎn)單的參數(shù)描述表面形貌的復(fù)雜程度,分形理論提供了一種從微觀分子到宏觀尺度描述表面形貌的有效手段,因此通過分形理論研究

3、表面BRDF,能夠準(zhǔn)確地反映出材料表面的光散射特性。在本文中結(jié)合分形理論,采用二維FBM分形函數(shù)來(lái)模擬二維實(shí)際粗糙表面,利用基爾霍夫近似給出了FBM粗糙面的電磁散射場(chǎng)和散射截面的計(jì)算公式,數(shù)值計(jì)算了散射截面,并與高斯相關(guān)分布和指數(shù)相關(guān)分布粗糙面的散射結(jié)果作了比較。參考一些文獻(xiàn),選取了分維參數(shù)對(duì)二維FBM粗糙面的BRDF進(jìn)行了模擬。對(duì)雙向反射分布函數(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)在可見光波段和紅外波段進(jìn)行了標(biāo)定與誤差分析,對(duì)四種金屬基表面(泡沫鋁、鋁基石墨纖維、