Dünya yüzeyi üzerindeki bir hedeften elektromanyetik saçılımın modellenmesi için karma nümerik yöntemlerin geliştirilmesi
Development of hybrid numerical methods for modeling electromagnetic scattering from a target above the Earth's surface
- Tez No: 589384
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZLEM ÖZGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Dünya yüzeyi üzerinde bir hedef olduğu durumda elektromanyetik yayılımın modellenebilmesi ve hedefin radar kesit alanının hesaplanabilmesi için, radar ve hedef arasındaki dalga yayılımını etkileyen olayların tümünün dikkate alınması gerekmektedir. Dünya yüzeyinden yansıma, atmosferik kırınım, dalga boyu, hedefin şekli/boyutu/yerden yüksekliği ve kaynakla hedef arasındaki mesafe gibi birçok etken elektromanyetik saçılımı ve radar kesit alanını etkileyen faktörlerdir. Uzun mesafeli elektromanyetik yayılım problemlerinin çözümünde kullanılan en etkin yöntemlerden biri parabolik dalga denkleminin çözümüne dayanan Fourier adımlama yöntemidir (İng. Split-Step Parabolic Equation – SSPE). Parabolik dalga denklemi, atmosferdeki dikey-değişen kırılma profili etkilerini modelleyebildiği ve hızlı çözüm sağladığı için, troposferdeki elektromanyetik dalga yayılımının modellenmesinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biridir. Bu yöntem, engebeli arazi ve homojen olmayan ortamlardaki yayılımı etkin olarak modellemekle birlikte, havada bir hedef olduğu durumda sınır koşullarının sağlanmasındaki zorluk nedeniyle kullanılması zordur. Tüm bunlara ek olarak, bu yöntem eğimli/kavisli yüzeylerde merdivenleme yaklaşımı kullanmakta ve bu yaklaşım saçılım modellemelerinde merdivenleme hatasına neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında, merdivenleme hatasının azaltılması, karmaşık yapılı engellerin modellenebilmesi ve SSPE performansının iyileştirilmesi amacı ile SSPE yöntemi ve moment yöntemi bir arada kullanılarak çeşitli geometrik yapılar için yayılım modellemeleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, SSPE yöntemi ve Geometrik Optik (GO) + Düzgün Kırınım Teorisi (İng. Uniform Theory of Diffraction – UTD) sonuçları ile karşılaştırılmıştır. GO+UTD karma nümerik yöntem sonuçlarının elde edilmesi için, geometrik optik ve düzgün kırınım teorisi kullanılarak geliştirilmiş olan“GO+UTD Toolbox for Electromagnetic Propagation (ver 1.0)”yazılım aracı kullanılmıştır. Dünya yüzeyinde bulunan engellerden saçılımın modellenebilmesine olanak sağlayan GO+UTD yazılım aracının algoritması, dünya yüzeyi üzerinde yer alan ve genişliği olmayan bıçak sırtı engellerden elektromanyetik saçılımı modelleyecek şekilde yeniden düzenlenmiş ve başarımı incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
In electromagnetic wave propagation problems, when there is a target above the Earth's surface, it is necessary to consider all wave phenomena between the transmitter and the target to model the electromagnetic scattering and to calculate the radar cross section of the target. The wave phenomena, such as reflection from the Earth's surface, atmospheric refraction, wavelength, shape/size/position of the target, diffraction, the range between the source and the target etc. affect the wave propagation and the radar cross section of the target. In long range electromagnetic problems, the Split-Step Parabolic Equation (SSPE) method is an efficient method which is capable of handling both forward and backward scattered waves and modeling the vertical-varying refractivity profile in the troposphere. This method can effectively model the scattering effects in a propagation problem, but it is hard to implement the boundary conditions if there exist air targets in the domain. Additionally, the standard SSPE method employs staircasing approach for modeling slanted/curved surfaces and this approach may cause staircasing error. In this thesis, a new hybrid method, called SSPE+MoM, is proposed by combining SSPE and MoM (Method of Moments) to model electromagnetic scattering from irregular terrains. This hybrid method decreases the staircasing error and improves the performance of the SSPE method. The results of the hybrid SSPE+MoM method are compared with those of the standard SSPE and those obtained with another hybrid method which is Geometric Optic (GO) + Uniform Theory of Diffraction (UTD). To obtain the results of the GO+UTD hybrid method, the“GO+UTD Toolbox for Electromagnetic Propagation (ver 1.0)”is employed. The algorithm of this tool which can model the electromagnetic scattering over a terrain on the Earth's surface is rearranged to model the electromagnetic scattering from the knife-edges located above the Earth's surface.
Benzer Tezler
- Deep unfolding for clutter removal in ground penetrating radar
Yere nüfuz eden radarda kargaşa gidermek için derin katman açma
SAMET ÖZGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIN ERER
- Pseudo-izotropik uzayda dönel yüzeyler üzerindeki loksodromlar ve geodezikler
Loxodromes and geodesics on rotational surfaces in pseudo-isotropic space
AHMET SUNGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
MatematikYozgat Bozok ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BABAARSLAN
- Uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri yardımıyla Türkiye ve fitocoğrafik bölgelerinin arazi örtüsü durumunun ve zamana bağlı arazi örtüsü değişiminin incelenmesi
Investigation of land cover status and temporal land cover change in Turkey and its phytogeographic regions with the help of remote sensing and geographic information systems
EMRE AKTÜRK
Doktora
Türkçe
2019
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KERİM GÜNEY
- Koronavirüs pandemi sürecinin konut iç mekanına etkileri
The effects of the coronavirus pandemic process on the residential interiors
MERVE ESİN ATMACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İç Mimari ve DekorasyonBahçeşehir Üniversitesiİç Mekan Tasarımı Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLAY ÜNSAL GÜLMEZ
- Kuzey Atlantik salınımı ve güney salınım indeksi iklim göstergelerinin sinyal analizi yöntemleri ile incelenmesi
Investigation of the North Atlantic oscillation and southern oscillation index climate indices by signal analysis methods
BİRSEN GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAKUP SABRİ ÖZKAZANÇ