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物理光学とMECによるレイトレーシング

物理光学(PO)は、レーダー散乱や、詳細なファセットを持つ物体からの後方散乱の計算を必要とする他のアプリケーションに非常に効果的な、光線ベースの物理技術です。 

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に基づく方法とは異なる。 GO/UTDアプローチPOは、ファセット構造上の完全な表面積分を伴います。 このため、より高密度の光線追跡が必要となり、幾何光学やUTDよりも計算量が多くなります。しかし、車両、航空機、艦艇の微細なモデルからのレーダー後方散乱の計算や、他の高解像度表面からの反射の計算など、非常に詳細なファセット構造からの散乱の解析を必要とする計算では、追加計算によりはるかに高い精度が得られます。従来のアプローチは、多くの場合、遠視野を仮定し、遠視野RCSの計算などの問題に適用されます。しかし、RemcomのWaveFarer®レーダー解析ソフトウェアでは、近接場効果を考慮するように技術が特別に強化されており、車載レーダーやインドアセンシングのような近距離のアプリケーションに適用することができます。

POでは、散乱オブジェクトは、閉曲面を定義するファセットのセットで構成されます。 レイトレーシングは、この閉曲面上のすべてのファセットへのパスを見つけるために使用され、途中で他のサーフェスとのマルチパス相互作用が発生する可能性があります。 これは GO/UTD法と組み合わせることで、環境中の他の構造物とのマルチパス相互作用の影響を、サーフェスの各ファセットに入射する電磁場の計算に組み込むことができます。 表面の統合には非常に高密度な経路が必要ですが、Remcom社のソリューションはファセットをターゲットとし、ターゲットの形状と交差するマルチパス光線の拡張を組み込むことでこれを実現しています。 図1は、自動車レーダーシナリオの上位50,000パスの例を示しています。 経路が見つかると、一般化されたグリーン関数を使用して、各ファセットへの各経路の受信電圧が計算されます。 アンテナでの総受信電圧は、パスとそれらが相互作用するファセットのすべての組み合わせからの寄与の合計から計算されます。

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図1:自動レーダーシナリオにおけるレーダー、環境、車両間の上位50,000パス

等価電流法(MEC)

物理光学では散乱計算にエッジの影響が含まれますが、これらの影響は等価電流法(MEC)などの技法に基づく補正によってさらに改善することができます。Remcom社のソリューションでは、MECを適用して各エッジに関連する等価電流と等価磁束を求め、これを線積分に含めてPO表面積分を補完しています。その結果、近ゾーンまたは遠ゾーンの散乱場に対して、表面POのみよりも優れた数値近似が得られます。

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