5594

5594

محاسبه سطح مقطع راداري به روش معادله سهموي

دكترا

مهندسي برق

دكتر محمد سليماني

چكيده Lord Rayleigh اهميت پراكندگي امواج الكترومغناطيسي در حدود يك قرن پيش هنگامي كه پراكندگي از يك كره هادي را بررسي مي نمود آشكار گرديد. در طي چند دهه گذشته، تحقيقات در زمينه پراكندگي از انواع اجسام يا اهداف مفروض بواسطه بستگي مستقيم آن در تمامي كاربردهاي رادار، بويژه در رادارهاي نظامي و رادارهاي اكتشاف فضا كه هدف اصلي در آنها مكان يابي ، تشخيص و طبقه بندي اجسام مي باشد، اهميت افزوده يافته است. يك رادار نوعي با پردازش سيگنال هاي دريافتي كه شامل سيگنال هاي پراكندگي از هدف (كه خود شامل اطلاعات مشخص كننده هدف است) و سيگنال هاي كلاتر مي باشد مكان يابي و تشخيص هدف را انجام مي دهد. توان سيگنال پراكندگي دريافتي مستقيما متناسب با پراكندگي يا سطح مقطع راداري هدف است كه اين خود بيانگر اهميت سطح مقطع راداري هدف و لزوم يافتن روشي مناسب براي محاسبه آن مي باشد. در فصل اول اين رساله مفهوم پراكندگي و سطح مقطع راداري هدف بيان شده است. روشهاي عددي مختلفي بسته به شكل ساختار و مواد سازنده آن و ابعاد نسبت به طول موج براي محاسبه سطح مقطع راداري بكار مي رود. در فصل اول مروري بر روشهاي مذكور انجام شده است و سه مسئله پراكندگي با كه تحليل آنها مبتني بر روشهاي عددي اجزاء محدود و ) FEKO و HFSS استفاده از نرم افزارهاي ممان و تقريب نور فيزيكي مي باشد) حل شده است. از آنجا كه در اين رساله محاسبه پراكندگي و سطح مقطع راداري به روش معادله سهموي مد نظر بوده است در فصل دوم مسائل پراكندگي تحليل شده به اين روش مورد بررسي قرار گرفته است. بررسي اين مسائل مي تواند افق جديدي براي حل مسائل مختلف پراكندگي به روش معادله سهموي پيش روي قرار دهد. محاسبه دقيق پراكندگي از اجسام داراي ابعاد بزرگ نسبت به طول موج با استفاده از روشهاي دقيق نظير المان محدود، تفاضل محدود در حوزه زمان و روش مومنت و ... بر روي كامپيوتر شخصي تقريبا iii غير ممكن مي باشد. در روشهاي مجانبي نظير تقريب نور فيزيكي ١ و تئوري هندسي پراكندگي ٢ مدلسازي دقيق مرزهاي جسم بسيار پيچيده مي باشد . روش معادله سهموي نتايج دقيقي در محاسبه پراكندگي از اجسام با اب عاد يك تا دهها طول موج بدست مي دهد . با حل معادله سهموي به روش مارچينگ حافظه كامپيوتري محدودي حتي براي اهداف بزرگ نياز مي باشد. در فصل سوم اين رساله ميدان پراكندگي و سطح مقطع راداري دو ساختار كشتي و تانك كه بر روي زمينه تلفاتي قرار دارند به روش معادله سهموي محاسبه شده است . ساختارهاي مذكور را با بكارگيري مدل پلكاني در معادله سهموي مدل نموده ايم . به منظور مدلسازي زمينه تلفاتي از مرز امپدانسي در معادله سهموي استفاده مي نماييم. يكي از مباحثي ك ه در بسياري از كاربردهاي نظامي و غير نظامي مطرح مي شود، چگونگي كاهش ميزان برگشتي رادار از هدف مي باشد . در يكسري كاربردهاي نظامي، بنا به دلايلي مشخص، لازم است كه سطح مقطع راداري اهدافي نظير هواپيما، موشك و ماهواره هاي جاسوسي كاهش يابد . در كاربردهاي غير نظام ي، عملكرد مطلوب رادار كنترل ترافيك لازم مي دارد كه پراكندگي يا انعكاسات از ساختمانهاي فرودگاه و آشيانه هواپيماها كاهش يابد تا بدين ترتيب تداخل كمتري در رادارهاي فرودگاه بوجود آيد . يكي از كاربردهاي مهم كاهش سطح مقطع راداري در اندازه گيري پترن آنتن و پراكندگي هدف در محيط هاي سرپوشيده مي باشد كه در اين حالت فضاي آزاد با كاهش انعكاسات ناخواسته از محيط مدل مي شود . يكي از روشهاي مهم كاهش سطح مقطع راداري روش بارگذاري توزيع شده است . در اين روش هدف با يك ماده تلفاتي، كه بنام ماده جاذب راداري شناخته مي شود، پوشيده مي گردد . ماده تلفاتي مقدار قابل توجهي از انرژي تابشي را به فرم حرارت جذب مي نمايد و بدين ترتيب سطح مقطع راداري را كاهش مي دهد . در فصل چهارم روشي مبتني بر معادله سهموي براي تحليل اجسام با پوشش تلفاتي ارائه شده است.