لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 12
محاسبه سطح مقطع راداری هواپیما
با استفاده از معادله سهمی
«محاسبه RCS هواپیما با استفاده از معادله ی سهمی»
چکیده :
آنالیز دقیق پراکندگی اشیا با ابعاد بزرگ در مقایسه با طول موج با استفاده از روشهای دقیق (عنصر محدود، EDTD، روش گشتاور) با یک کامپیوتر شخصی، تقریبا غیرعملی است. در روشهای مجانب، اتپیک های فیزیکی (PO)، نظریه هندسی دیفراکسیون (GTD) الگوبرداری دقیق مرز اشیا، نیز سخت است. روش معادله سهمی، نتایج دقیقی را در محاسبات پراکندگی از اشیا با ابعادی در دامنه ی یک تا ده طول موج، ارائه می دهد. حل معادله سهمی با مقاله، روش محاسبه سطح مقطع رادار با استفاده از معادله ی سهمی در سه بعد، مورد مطالعه قرار می گیرد و معادلات ضروری ارائه می شود. برای نشان دادن اعتبار معادله ی سهمی، RCS یک کره ی فعال محاسبه می شود و نتایج با نتایج تحلیلی مقایسه می شود. RCS هواپیما با استفاده از مدل پله ای در معادله ی سهمی، محاسبه می شود و نتایج با نتایج اپتیک های فیزیکی، مقایسه می شود.
«1-مقدمه»
معادله ی سهمی، تخمین و تقریب معادله ی موج است که پراکندگی و انتشار انرژی را در یک مخروط متمرکز بر روی جهت برتر و جهت پاراکسی نشان می دهد. معادله ی سهمی ابتدا بوسیله ی لئونتوویچ و فوک برای مطالعه ی دیفراکسیون امواج رادیویی حول محور زمین، ارائه شد. با پیشرفت کامپیوترهای تخصصی برای حل معادله ی سهمی، راه حل های عددی جایگزین شد. معادله ی سهمی بر انتشار موج، اکوستیک، رادار و سونار به کار گرفته می شود.
معادله ی سهمی اخیرا در محاسبات پراکندگی در اکوستیک ها و الکترومغناطیس ها به کار گرفته شده است.
«2-چهارچوب معادله ی سهمی»
در این مقاله، بر آنالیز سه بعدی با استفاده از معادله ی سهمی متمرکز می شویم. در همه ی معادلات، وابستگی زمانی میدانها بصورت (expc-jwt) فرض می شود. برای پلاریزاسیون افقی، میدان الکتریکی E تنها مولفه غیرصفر EZ را دارد، در صورتیکه برای پلاریزاسیون عمودی، میدان مغناطیسی H فقط یک مولفه غیرصفر Hz را دارد. تابع U. به صورت زیر تعریف می شود.
(1)
که در این معادله ، (X,Y,Z)( مولفه EZ برای پلاریزاسیون افقی و مولفه ی HZ برای پلاریزاسیون عمودی است. جهت پاراکسی در طول محور X فرض می شود. با فرض شاخص انکساری ابزار، n، مولفه میدانی ( ، معادله موج سه بعدی ذیل برآورده می شود:
(2)
با استفاده از معادلات (1) و (2)، معادله موج در اصطلاحات X بصورت معادله ذیل است (3)
با ملاحظه ی ، (3)، به معادله (4) تبدیل می شود :
(4)
و می تواند بصورت ذیل ارائه شود.
(5)
با تجزیه معادله ، جفت معادلات زیر بدست می آید
راه حل برای (a6) مطابق با انتشار روبه جلوی امواج است در صورتیکه راه حل (b6) به انتشار امواج رو به عقب مربوط است.
«3-محاسبات میدانهای پراکندگی»
ساده ترین تخمین و تخریب (a6)، با استفاده از توسعه اولین ردیف سریهای تیلور بدست می آید. با استفاده از این تخمین ، معادله استاندارد سهمی بدست می آید و ما Q را بصورت ذیل فرض می کنیم. (7)
با استفاده از تخمین فیت و فلک برای تجزیه Y و Z، معادله ی 8 را داریم
(8)
و با استفاده از سریهای ردیف اول تیلور هریک از اعشار و جایگزینی آن در (a6) معادله (9) را داریم :
(9)
با توجه به تعریف y و z، معادله 9 به شکل ذیل تبدیل می شود :
(10)
این معادله، معادله ی استاندارد سهمی است. معادله (10) تخمین زاویه باریک معادله ی سهمی در سه بعد می باشد و کل میدانها را در جهت روبه جلو محاسبه می کنند. پراکندگی میدان و RCS اشیا می تواند با استفاده از معادله (10) محاسبه شود. حوزه ادغام و ترکیب بصورت جعبه ای تلقی می شود که شی را احاطه می کند. این حوزه در پلان معکوس قرار می گیرد. برای انجام این کار، لایه کاملا همسان (PML) را در پلان معکوس به کار می بریم.
در PML اولیه، بعنوان شرایط جذب مرزی برای حل معادل ماکسول ارائه شده است. PML، بعنوان شرایط جذب مرزی برای حل معادله سهمی توسط کالینو، به کار گرفته شده است. مزیت مهم PML، کارایی آن برای همه زوایای تابشی با استفاده در نقاط شبکه ای حوزه ترکیبی می باشد. این حوزه با شرایط جذب مرزی PML در تصویر یک نشان داده می شود.
تصویر 1 - عمده ترکیب با شرایط مرزی جذب PML
معادله (10) بر روی شبکه مستطیلی با استفاده از روش تفاوت محدود ارائه می دهیم، برای تخمین معادله سهمی، طرح کرانک فیکلسون معمولا به کار می رود. در این مقاله، طرح دیگری را ارائه می دهیم که تثبیت بهتر را در مقایسه با طرح کرانک- فیکلسون، نشان می دهد. ما منطقه ی (M(X,Y,Z) را بعنوان دامنه M تعریف می کنیم. این طرح، علیرغم طرح کرانک فیکلسون، در مشتقات ردیف دوم با توجه به X,Y با میانگین نمودن بین دامنه ی M و دامنه M-1 محاسبه می شود و مشتقات ردیف دوم در دامنه ی M محاسبه می شود.
این کار، دقت طرح تخمین را با توجه به معادله کرانک لیکلسون ، کاهش می دهد و نیازمند (X کوچکتر است. مرز اشیا باید بدقت در مسائل پراکندگی الگوبرداری شود، بنابراین (x کوچکتر مورد نیاز است. تخمین در معادله 10 برای فضای آزاد، معادله (11) را ارائه می دهد.
(11)
با استفاده از معادله (11)، می توانیم میدانها را در دامنه ی m در برابر دامنه ی m-1 محاسبه نمائیم. موقعیت نقاط شبکه، در تصویر 2 ارائه می شود.
تصویر2 – وضعیت نقاط شبکه ای با توجه به معادله 11
دانلود مقاله کامل درباره محاسبه سطح مقطع راداری هواپیما
