球面バイスタティック散乱の伝導

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この例では、XFdtd リリース 7 (XF7) の精度を、伝導球からの散乱について示します。入射面波からのバイスタティック散乱パターンは、単一の周波数で計算されます。

球は完全に伝導と考えられ、直径の 254 mm を測定する。球体は原点を中心に配置され、図1に示すように、入射面の波が + X 方向から到達します。遠方フィールドバイスタティック RCS パターンは、図1の赤い円で示されるように、XY 平面内の球体を囲む円弧で計算されます。平面波は図の右側に黄色の矢印として表示され、電界は Y 軸に沿って方向付けられます。入力信号は 10 GHz の正弦波です。

図1

球ジオメトリは、右側に黄色の矢印として表示される入射平面波で表示されます。赤い円は、XY 平面で計算される遠方界パターンを表します。

 

球は、図2に示すように、1波長あたり30セルを表す1mm のセルサイズの FDTD グリッドでメッシュ化されます。20個の FDTD セルを分離することで、外側の境界で終端するオブジェクトを7つの完全一致層 (PML) を使用して囲み、フィールドを吸収します。プロジェクトの実行には約 965 MB のメモリが必要です。

図2

表示されている球体は、1 mm のセルサイズで、FDTD グリッドにメッシュしています。

 

シミュレーションは、ソフトウェアの散乱フィールドの定式化を使用して実行され、2.80 GHz で Intel Core i7-2640M CPU 上で動作します。シミュレーションの実行には約21分かかります。結果として得られたバイスタティック散乱パターンは、発表論文 [1] からの測定結果と比較して、図3に見られるような非常に良い合意を示している。図4の XY の周りの極プロットとして示される完全なバイスタティックパターン。バイスタティックパターンの3次元ビューを図5、6、および7に示します。図8および9では、球の中心を通る平面内の過渡電界が2つの時間インスタンスで表示されます。図8では、入射面の波は球に当たっていますが、サーフェスの周囲に完全には伝播していません。図9では、入射面波が球体を完全に巻き込んでおり、定常状態のフィールドパターンが示されている。

図3

計算されたバイスタティックレーダーの断面は、前方散乱方向の測定結果と比較しています。優れた合意が見つかりました。

図4

球のバイスタティック散乱パターンの XY 平面における完全な極プロット。

 

図5

パターンの前方端の斜めの視野位置から示されるバイスタティック散乱パターンの3次元図。

図6

パターンの後方散乱方向における斜めの視認位置から示されるバイスタティック散乱パターンの3次元図である。

 

図7

XY 平面に表示されるバイスタティック散乱パターンの3次元図である。

図8

球の中心を通るスライス内の過渡電界は、入射平面波が球に当たったときに、フィールドが球サーフェスの周囲を伝播しているときに表示されます。

 

図9

球の中心を通るスライス内の過渡電界は、フィールドが定常状態に達したときの時間です。

 

参照

  1. マー、米国 w. ミルウォーキー、ハンセン、谷川徹、r. v. McGahan 「円柱近傍界測定からのバイスタティック RCS 計算-第2部: 実験」、「その1」、「その他の研究」 IEEE トランスアンテナ Propag、第54、12月2006、3857-3863。