Moninkertaiset heijastukset ja lähikenttä RCS-laskennassa

Johan Sten, Arto Hujanen

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Työn ensimmäisessä osuudessa olemme formuloineet yhtälöt, joilla fysikaaliseen optiikkaan perustuvan tutkasignaalin sironnan laskentamenetelmä voidaan yleistää impedanssipinnoille. Osoittautui, että laskennan kannalta oleellisin osa, eli integrointi yli sirottavan pinnan, säilyy impedanssipinnan tapauksessa samanlaisena kuin aikaisemmin käsitellyn ideaalijohteen tapauksessa. Muutokset kohdistuvat lähinnä vektorimuotoon puettuihin heijastuskertoimiin, jotka määräävät heijastuneen aallon voimakkuuden ja polarisaation. Tutkimuksen toisessa osuudessa olemme kartoittaneet mahdollisia tapoja huomioida moninkertaisten heijastusten vaikutusta sironnan laskennassa. Huomio keskittyi kahteen toteuttamiskelpoiseen vaihtoehtoon, jotka ovat geometrinen ja fysikaalinen optiikka. Geometrisessa optiikassa tuleva tasoaalto heijastetaan sädeoptiikan periaatteiden mukaisesti seuraavalle sirottajalle, kun taas fysikaalisessa optiikassa sirontakenttä seuraavalla sirottajalla lasketaan säteilyintegraalista. Geometrinen optiikka vaatii toimiakseen toisaalta aallonpituuksissa suuren sirottajan ja toisaalta, että sirontaefekti otetaan huomioon vain lähikentässä, missä heijastunut paikallinen aaltorintama on mahdollisimman tasomainen. Fysikaalista optiikkaa kannattaa puolestaan käyttää silloin, kun toinen sirottaja sijaitsee ensimmäisen sirottajan kaukokentässä, jolloin suljetun muodon säteilylausekkeet ovat suoraan käytettävissä. Geometrisen ja fysikaalisen optiikan menetelmien sovellutusalueiden väliin jäävän alueen kattamiseksi tutkittiin lähikentän laskentaa erilaisin approksimaation. Lähialueen kenttäreferenssinä pidettiin palloharmonisella kehitelmällä kaukoalueen kenttäjakautumasta generoitua dataa, jota verrattiin Greenin funktion eri asteisiin Taylor-kehitelmiin. Todettiin approksimaatioiden hyödyn olevan yleisessä tapauksessa melko vähäinen. Lopuksi moninkertaisten heijastusten laskentaproseduuri testattiin numeerisen esimerkin avulla, jossa sirottajana oli 90 kulmaheijastin. Alustavien tulosten vertailu sähkömagneettisiin simulointeihin osoittivat että proseduuri, joka perustuu geometrisen ja fysikaalisen optiikan osittaiseen kombinaation, ennustaa monikertaiset sirontailmiöt pääpiirteissään oikein.
    Original languageFinnish
    Place of PublicationHelsinki
    Number of pages34
    Publication statusPublished - 2001
    MoE publication typeD4 Published development or research report or study

    Publication series

    SeriesMaanpuolustuksen tieteellinen neuvottelukunta. Raporttisarja A
    Number2001/14
    ISSN0357-7279

    Cite this

    Sten, J., & Hujanen, A. (2001). Moninkertaiset heijastukset ja lähikenttä RCS-laskennassa. Maanpuolustuksen tieteellinen neuvottelukunta. Raporttisarja A, No. 2001/14