محاسبه سطح مقطع راداری یک جسم pec با پوشش عایقِ دارای تقارن محور‎ی

سطح مقطع راداری (rcs) یکی از مهمترین کمیت هایی است که در مسائل مربوط به رادار بررسی و محاسبه می شود. ‎rcs‎ به نو‎عی‎ دربردارنده ی ویژگی اندازه و شکل هدف مورد بررسی است. ‎‎از این رو هرچه تخمین این کمیت با دقت و سرعت بالاتری انجام گیرد‏، می توان با دقت و سرعت بالاتری به شناسایی هدف (‎target‎) دست یافت. روش های مختلفی برای محاسبه ی ‎rcs‎ وجود دارد. این روش ها به طور کلی به دو دسته ی ?) روش های دقیق (روش های تحلیل عددی) و ?) روش های تقریبی (روش های مجانبی فرکانس بالا)‏، تقسیم بندی می شوند. از جمله ی روش های تحلیل عددی می توان به روش ‎mom‎‏، ‎fdtd‎‏ و ‎fem‎ اشاره کرد. این روش ها برمبنای گسسته سازی هندسه ی مورد بررسی‎‎‏، به المان های دیفرانسیلی‏، قرار دارند. لذا برای سازه هایی که نسبت به طولِ موج بزرگ هستند‏، نیازمندی محاسباتی این روش افزایش یافته و این نیازمندی کارایی روش مذکور را محدود می کند. از طرف دیگر‏، روش های مجانبی با تقریب معادلات ماکسول حلی بدست می دهند که دقت آن با افزایش فرکانس‏، افزایش می یابد. مزیت عمده ی این روش ها افزایش دقت‏، ثابت ماندن هزینه های محاسباتی و سرعتِ بالا در حل مسائل‏، با افزایش فرکانس می باشد. از دیگر مزایای روش های مجانبی درکِ مفاهیم و بیان های روشن فیزیکی نسبت به مکانیزم های تشعشع و پراکندگی است. در صورتی که استفاده از روش های عددی صرفاً‏، جواب کامل مسأله را بدست می دهد. از جمله روش های فرکانس بالا می توان به روش های نور هندسی (go)‏، ‎تئوری‎ تفرق هندسی(gtd)‏، ‎تئوری‎ تفرق هندسی یکنواخت ‎‎(utd)‏،‎‎ نور فیزیکی ‎(po)و ‎تئوری‎ تفرق فیزیکی(ptd)اشاره‎‎ کرد. ‎‎‎روش های مجانبی به دو دسته ی پایه ی جریانی و پایه ی میدانی تقسیم بندی می شوند. در روش های پایه میدانی نظیر ‎go‎‏، ‎gtd‎‏ و ‎utd‎ چون از شعاع(‎ray‎) برای توصیف انتشار امواج الکترومغناطیسی‎‎ استفاده می شود‏، میدان در مرزهای سایه-تابش(‎isb‎) و سایه-بازتابش(‎rsb‎) ناپیوسته بوده و همچنین دارای نقاط کاستیک است. بنابراین از روش های پایه جریانی نظیر ‎po‎ و ‎ptd‎ برای غلبه بر این مشکلات استفاده می شود. در این پایان نامه هدف محاسبه ی ‎rcs‎ یک جسمِ هادی الکتریکی کامل ‎(pec)‎ پوشیده شده با عایقِ دارای تقارن محوری است‏، اما با توجه به اینکه میدان های متفرق شده از سطح هموار جسم‏، به تابع گرین آن جسمِ به خصوص وابسته است‏، از میدان های متفرق شده از سطح جسم صرف نظر شده و فقط میدان های پراکنده شده از سطح و متفرق شده از لبه های جسمِ دارای تقارن محوری با استفاده از روش های ‎po‎ و ‎ptd‎ بدست می آید. مزیت عمده ی روش های ارائه شده در این پایان نامه‏، استفاده از روش فاز ایستا(‎stationary phase method‎) برای محاسبه ی انتگرال های ‎po‎ و ‎ptd‎ است که سرعت محاسبات را نسبت به انتگرال گیری عددی افزایش داده است. حل بدست آمده از روش ‎po+ptd‎ با حل عددی بدست آمده از شبیه سازی توسط نرم افزار ‎feko‎ مقایسه شده و اعتبار درستی آن نشان داده شده است.