Radar Kesit Alanı Simülasyonu

Radar Kesit Alanı Simülasyonu

Nesnenin saçılma özellikleri, nesnenin elektromanyetik dalgalara maruz kalması durumunda saçılan enerjinin dağılımıyla ilgilidir. Nesnenin şekli, boyutu ve malzemesinin özelliklerine bağlı olarak, gelen dalgalar yansıtılabilir, birden fazla yönde dağılabilir veya nesne tarafından soğurulabilir. Yapıların saçılma özelliklerinin önemli olduğu iki senaryo vardır:
1- Örneğin çarpışma algılama ve önleme sistemleri için “non-cooperative” teknolojiyle nesneleri algılayan sistemler tasarlama
2- Tespit etme yeteneğini arttırma veya engelleme amacıyla nesne tasarlama; örneğin hayalet uçak

Radar Kesit Alan (RCS – Radar Cross Section) analizi nesnenin saçılma özelliklerinin bir ölçümüdür. Gelen ve saçılan dalgaların kısıtlama olmadan değişebileceği yerlerde, belirli bir nesne için saçılan güç yoğunluğunun gelen güç yoğunluğuna oranı radar kesit alan olarak tanımlanır.
ALTAIR FEKO yazılımı, elektromanyetik (EM) dalgaların gelen ve yansıyan bileşenlerini ayırt edebildiğinden saçılma ve RCS hesaplamaları için çok uygundur.

Çözüm Yöntemleri

FEKO‘daki sayısal yöntem çeşitliliği, gerekli detayları araştırmak için modelleri optimize etmeyi mümkün kılmaktadır. Tam dalga metotlarından MLFMM ya da asimptotik yüksek frekans metotlarından fiziksel optik (PO), LE-PO ve RL-GO nesneden saçılan alanı modellemek için kullanılabilirler. Bu yöntemlerin hepsi, araştırılan nesneyi modellemek için kullanılacak özel malzemelere (örneğin anizotropik karbon elyafı) uygundur.

Mükemmel elektrik iletken (PEC) ve karbon fiber gövde panellerinin RCS karşılaştırılması

MLFMM tam dalga saçılma analizlerinde etkili bir yöntemdir. Bir açı aralığında monostatik RCS hesaplaması yapılırken yakınsamayı hızlandırmak için yinelemeli bir çözüm başlatılır.

Nesneler elektriksel olarak büyüdüğünde MLFMM için gereken hesaplama süresi ve donanım ihtiyacı da fazla olacaktır. Bu gibi durumlarda fiziksel optik (PO) veya ışın yaklaşımlı geometrik optik (RL-GO) kullanılabilir. Çoklu yansımaların olmadığı durumlarda, LE-PO son derece etkili bir çözüm sunar.

Radar Kesit Alanı Verilerinin Standart Gösterimi

Radar Kesit Alanı verilerini POSTFEKO’da görüntülemek için bilinen standart gösterimler kullanılabilir. Bu görüntüler, fiziki bakış açısı kazanmak, operasyonel teorileri geliştirmek, radar ve algılama kabiliyeti perspektiflerinden teknolojiyi arındırmak için kullanışlıdır. Standart görselleştirme örnekleri arasında şunlar bulunur:
– Bir cisim saçılma özelliklerine fiziksel bilgi kazandırmaya yardımcı olan RCS’nin üç boyutlu gösterimleri.
– Ayrıntılı RCS seviyelerinin gözden geçirilmesi ve diğer nesnelerin RCS ile karşılaştırılması için 2D kartezyen veya kutupsal çizimler.

Radar Kesit Alanı Verilerinin Gelişmiş Gösterimi

Radar mühendisleri, çoğunlukla RCS verisinin daha gelişmiş gösterimlerini ararlar:
– Olasılık yoğunluk fonksiyonları: Elektromanyetik dalganın geliş açısı bilinmediğinde, bir hedefin olası radar kesit alanı araştırılır
– Yoğunluk çizimleri: Gelen dalganın hem azimut hem de yükselme açılarını tarayan RCS büyüklüğü. Hedefin hangi perspektifte en büyük RCS’ye sahip olduğu hemen belirlenir.
– Ters Yapay Açıklıklı Radar (ISAR): RCS’nin, nesnenin üzerindeki saçılmanın nereden kaynaklandığını belirleyerek hedeflerin tanımlanmasına yardımcı olacak şekilde görüntü oluşturan sonuç gösterimidir.

POSTFEKO ve Lua komut dosyası ile oluşturulmuş RCS olasılık yoğunluğu işlevi (PDF)

POSTFEKO’nun güçlü sonuçları görüntüleme araçları ve kullanıcıların FEKO’nun script dili olan Lua ile hazırlanmış makroların kullanımı, tüm bu gelişmiş saçılma görünümlerinin elde edilmesini sağlar. Örneğin, sonuçların görüntülenmesiyle elde edilen veriler dar bir frekans bandı ve dalga geliş açısı tanımlanarak Lua scripti ile ISAR görüntüsünü oluşturmak için kullanılabilir; ISAR görüntüsünün nesnenin gerçek geometrisiyle ilişkisini araştırmak için gerçek hedef üzerine bindirilebilir. Bu görüntüler daha sonra, örnek model veya karmaşık ölçüm ve test etme ekipmanı üzerinde büyük miktarda para harcamak zorunda kalmadan, hedef tanıma radar sistemleri için algılama algoritmaları tasarlamakta ve eğitmekte kullanılabilir.

Bir tespit edilebilme çalışması sırasında bir düzlem dalga kaynağı uyarılmasına ait geliş açıları

Bir seyir füzesi modelinin ISAR gösterimi

Bir cevap yazın