地面散射
對陸地、海洋表面散射的研究在機載下視雷達的總體設計中有重要作用,因在強背景回波中提取目標信息必須探知後散射係數σ0的幅度分布和起伏特性。此外,大量積累各種表面的散射特性數據,建立雷達圖像灰度與表面σ0之間的相關關係,可為雷達遙感的圖像判讀提供依據。面目標可以看成是許多散射單元的集合,接收到的回波是所有散射單元散射信號的矢量和。各散射單元散射信號之間的相對相位不斷改變,使回波信號的幅度產生起伏,在不同的情況下,回波幅度起伏服從瑞利分布、賴斯分布或對數常態分配。在陸地海洋表面散射理論中,切面近似法(基爾霍夫近似法)和微擾法(賴斯方法)較為通用。當表面曲率半徑比波長大得多時,可採用切面近似法;而當表面粗糙度不大和斜率比較小時,宜採用微擾法。
陸地、海洋表面的後向散射截面──雷達截面,隨照射區域大小而變化,其回波特性可用單位面積上的雷達截面──歸一化雷達截面或後散射係數σ0描述。歸一化雷達截面σ0與入射波波長λ、入射角θ、極化,以及陸地和海洋表面的粗糙度和復介電常數有關。這些因素的影響十分複雜,加之陸地種類繁多,海面狀況複雜,很難找到σ0與各參數的一致關係。一般說來,在相同條件下,介電常數越大則σ0也越大。根據入射角的不同,地面散射可分成三個區域:①在近垂直入射區σ0與極化關係不大,隨波長縮短而緩慢地增加;但它與表面粗糙度密切有關,表面粗糙度越大,則σ0越小,且隨入射角的增大而減小的速度越慢;②在近切向入射區。對不同的極化和粗糙度,σ0隨波長與入射角的變化也不同。水平極化且表面粗糙度不大時,σ0幾乎與cos4θ和λ-4 成正比,但垂直極化且表面粗糙度不大時,σ0隨入射角和波長的變化便沒有這樣快;③在上述兩區域之間,σ0隨入射角和波長的變化一般比較慢,與cosθ和λ-1 成正比;當粗糙度很大時,σ0幾乎與入射角和波長無關。這三個區域的分界點隨波長、極化、介電常數和表面粗糙度的變化而變化。