محاسبه سطح مقطع راداری اجسام هادی بزرگ توصیف شده با رویه های nurbs با استفاده از روش نور فیزیکی

سطح مقطع راداری یکی از مهم ترین مشخصه های توصیف کننده جسم از دیدگاه رویت پذیری توسط رادار می باشد. هرچه سطح مقطع راداری کمتر باشد، تشخیص آن توسط رادار دشوارتر است. از این رو محاسبه و تخمین سطح مقطع راداری مخصوصا در کاربردهای نظامی اهمیت فراوانی دارد. مساله محاسبه این پارامتر در حیطه مباحث پراکندگی موج قرار می گیرد. محاسبه سطح مقطع راداری با روش های عددی الکترومغناطیسی مقدور نیست چرا که به علت بزرگ بودن ابعاد اجسام نسبت به طول موج، حافظه کامپیوتری و زمان شبیه سازی بسیار زیادی مورد نیاز است و پیاده¬سازی نرم افزاری را با مشکل روبرو می کند. روش های فرکانس بالا از جمله نور فیزیکی جایگزین مناسبی برای روش های تمام موج در محاسبه سطح مقطع راداری هستند. سطح مقطع راداری در روش نور فیزیکی با محاسبه انتگرال نور فیزیکی در ناحیه روشن اهداف انجام می شود. برای تعیین ناحیه روشن و همچنین محاسبه انتگرال نور فیزیکی نیاز به مدل سازی جسم با رویه های هندسی می باشد که به این عمل در اصطلاح مش بندی می گویند. در این پایان نامه از رویه های nurbs برای این منظور استفاده شده است. رویه های nurbs سطوح توصیف شده با توابع گویای قطعه به قطعه هستند و می توانند با دقت بیشتر و اشغال حافظه کمتری مدل سازی جسم را انجام دهند. پس از مدل سازی جسم بایستی انتگرال نور فیزیکی در ناحیه روشن جسم محاسبه شود. یک شیوه کارآمد برای محاسبه انتگرال نور فیزیکی روش لودویگ است. در این روش پس از مش بندی ناحیه انتگرال گیری، تقریبی خطی از جملات فاز و دامنه انتگرال، جایگزین آن ها می شود و حاصل انتگرال در هریک از مش ها بدست می آید. در نهایت مقدار نهایی انتگرال نور فیزیکی با جمع مقادیر حاصل از حل انتگرال در تمامی مش ها محاسبه می شود. هدف این پایان نامه آن است تا انتگرال نور فیزیکی روی سطوح توصیف شده با رویه های nurbs، با فرض معلوم بودن ناحیه روشن و با استفاده از روش لودویگ و بکارگیری الگوریتم وفقی مش بندی محاسبه شود. با توجه به نبود روشی کارآمد برای مش بندی بهینه سطح انتگرال گیری، الگوریتم وفقی برای این منظور پیاده سازی شده است تا بار محاسباتی را کاهش دهد. در ابتدا مقدمات ریاضی لازم در مورد مفهوم سطح مقطع راداری و روش های کارآمد در محاسبه آن ذکر می شوند. در بخش بعد روابط ریاضی پیرامون توصیف nurbs مطرح می شوند. پس از آن نرم افزار rhino به عنوان واسطی میان طراحی گرافیکی اجسام و داده های مورد نیاز آنها در کدنویسی، معرفی و نحوه استخراج داده از آن بیان می شود. سپس مروری مفصل بر روش های حل انتگرال نورفیزیکی خواهدشد و مزایا و معایب این روش ها به طور مختصر بیان می شود. روش لودویگ به عنوان روشی کارآمد و سریع در حل انتگرال نورفیزیکی معرفی شده و الگوریتم مش-بندی وفقی در آن استفاده می¬شود و معیاری از بهبود عملکرد روش ارائه می شود.