Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

A review of models for scattering from rough surfaces.

A review of models for scattering from rough surfaces. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Hermansson Patrik, Forssell Göran, Fagerström Jan
Ort: Linköping
Sidor: 61
Utgivningsår: 2003
Publiceringsdatum: 2003-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--0988--SE)
Nyckelord signaturmaterial, modellering, skrovliga ytor, signature materials, mathematical modelling, rough surfaces
Sammanfattning I denna rapport redovisas resultat från en litteraturstudie med syfte att ge en översikt över modeller för spridning av ljus i IR, visuellt och UV mot stokastiska skrovliga ytor. Litteraturstudien har utförts för applikationer inom optiska signaturer och signaturanpassningsteknik. Litteraturstudien fokuserar på modeller för beräkning av "bidirectional reflectance distribution function" (BRDF), vilken är en viktig indata-parameter i t.ex. koder för simulering av IR-signaturer. Inverkan av ytstrukturens skrovlighet på optiska signaturer kan därför studeras med dessa spridningsmodeller. Vi har i huvudsak studerat fyra analytiska (approximativa) metoder för beräkning av spridning mot skrovliga ytor. Dessa metoder är bland de vanligast förekommande i litteraturen. De fyra metoderna är: Kirchhoffs metod (approximation), Perturbationsmetoder, Integralekvationsmetoder (IEM) och "The Small Slope Approximation" (SSA). Av dessa metoder har IEM och SSA de största giltighetsområdena men de är också mer komplexa och därmed svårare att implementera. Litteraturstudien visar också att alla dessa modeller har svårighet att korrekt modellera spridning vid strykande infall. Ytterligare en begränsning är att metodernas slututtryck härletts endast för ytor med gaussisk höjdfördelning. Relativt få jämförelser mellan modeller och mätningar har hittats i litteraturen. Sådana jämförelser är av stor vikt vid användning av dessa modeller i signaturmodellering. En viktig slutsats från föreliggande studie är alltså att modellerna bör implementeras, jämföras inbördes och valideras mot mätdata av signaturmaterial.
Abstract The objective of this report is to present results from a literature search of models for scattering of light from random rough surfaces in the IR, visible and UV wavelengths. The literature search was performed with signature management applications in mind. We have focused on methods for calculating the bidirectional reflectance distribution function (BRDF), which is an important input parameter in IR signature simulation software. The influence of surface roughness on optical signatures can therefore be studied using the scattering models. We have studied four analytical methods in more detail. These methods have been found to be amongst the most common in the literature: The Kirchhoff Approximation Method, The Method of Small Perturbations, The Integral Equation Method (IEM) and The Small Slope Approximation (SSA). Of these models, the IEM and the SSA have the largest ranges of validity. However, they are more complex and therefore more difficult to implement. The literature search also shows that all models are less accurate for grazing incidence. Another limitation is that the results have been derived for rough surfaces with Gaussian height distribution. Rather few comparisons between models and measurements have been found in the literature. Such comparisons are vital for the use of rough surface scattering models in signature modelling, which is our main interest. One important conclusion of the present study is therefore that the models should be implemented, mutually compared and validated against measured data of low signature materials.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182