Method of moment modeling of wave scattering from arbitrary geometries in 3-D in free space
Boş uzayda 3 boyutlu rastgele seçilmiş geometriler için dalga saçılmasının moment yöntemi ile modellemesi
- Tez No: 890178
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT SEVGİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Doğuş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Bu çalışmada, üç boyutlu boş uzaya yerleştirilmiş,–iletken veya kayıplı yalıtkan- bir cisim üzerinde ki elektromanyetik etkileşimler ve bu cisim için Radar Saçılma Yüzeyi (RSY) hesaplamaları ele alınmıştır. Problem, diyadik Green Fonksiyonlarını içeren hacim integral denklemleri ile formüle edilmiştir. Elde edilen denklemlerin lineer formda çözümü için Moment Yöntemine (MY) başvurulmuştur. Bu bağlamda, elektromanyetik saçılmanın gözlemleneceği cismin hacmi küçük kübik hücreler ile ayrıklaştırılır ve bu hücrelerin üzerinde ki elektrik alanların sabit olduğu kabul edilir. Her bir kübik hacmin ortası için elektrik alan integral denklemlerine başvurularak, sistem için oluşturulan denklem matris formuna ulaşılır. Matris formunda elde edilen bu denklemler için, cisme gelen alan, cismin konumu, geometrisi ve elektriksel parametreleri bilinen parametrelerdir. Bulunmak istenilen ise, kübik hacimler üzerinde ki eşdeğer akımlardır. Matris denklemlerinin çözümü ile bu akımlar elde edildikten sonra, uzayda ki herhangi bir nokta için saçılan elektromanyetik alanları elde etmek mümkündür. Böylelikle, cisimden saçılan alanların uzayda belirli gözlem bölgelerini içeren monostatik ve bistatik RSY hesaplamaları yapmak mümkün olabilmektedir. Yukarıda bahsedilen algoritma MATLAB tabanlı kod yazılarak oluşturulmuştur. Oluşturulan kodun doğrulaması, birtakım kanonik testler ve kıyaslamalar ile yapılmıştır. Öncelikle, Mie serilerine başvurularak, analitik olarak çözülmesi mümkün olan küre, sayısal algoritmanın doğruluğunu test etmek amacıyla, referans cisim olarak ele alınmıştır. Bu bağlamda, küre için analitik çözümlemelerde başvurulacak bir diğer MATLAB tabanlı kod da hazırlanmıştır. Sayısal ve analitik yöntemlerin kıyaslanması için birçok farklı malzemeden elde edilmiş küresel cismin simülasyonu yapılmıştır. MY ile küreden saçılan alanların hesaplanmasında, çoğu simülasyon sonunda, tatmin edici sonuçlar elde edebilmek için, kübik hücrelerin boyutları, seçilen frekansta ki dalga boyunun ellide birinden daha küçük boyutlarda modellenmek zorunda kalınmıştır. Elektriksel olarak mükemmel iletken olan diğer kanonik yapılar içinde simülasyonlar yapılmış; eş zamanlı olarak, ticari bir elektromanyetik simülasyon programı olan ve elektromanyetik hesaplamalar için bir diğer sayısal yöntem, Zaman Domeninde Sonlu farklar (FDTD) kullanan, CST Microwave - Transient Solver ile bahsedilen kanonik cisimlerin simülasyonları yapılıp; elde edilen sonuçlar ile kıyaslanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, wave scattering from electromagnetic (EM) wave – object interaction and radar cross section (RCS) prediction of arbitrary-shaped (conducting or dielectric) objects in three dimensional (3-D) free space is considered. Problem is formulated in terms of volume integral equations containing Dyadic Green Functions. Method of Moments (MoM) is used to the given problem. In the context of MoM, point matching technique is applied. The volume of the scatterer is represented by cubical cells over which the electric field is assumed constant. The electric field integral equation (EFIE) is enforced at the center of each cell to produce a system of equations in a matrix form. Here, the incident field, location, geometry and electrical parameters (relative permittivity and conductivity of the object) of the object are known. The unknowns are the equivalent volume current densities. After obtaining the unknowns of the problem, one can easily derive scattered fields at any given point in the space. This is then used in RCS calculations for both bistatic and monostatic cases. The algorithm developed for this purpose is coded in MATLAB. The model and the algorithm are already validated; here only the code is verified through some canonical tests and comparisons. First, a reference object – sphere – is used. The sphere has analytical exact solution in terms of Mie series summation. Another MATLAB code is prepared for the accurate calculation of the analytical solution. To be able to acquire satisfactory results for a sphere, the size of the cells are smaller than which depends also the values of relative permittivity. Simulations are performed for different material spheres. Simulations of perfectly electrical conducting (PEC) canonical structures are also performed and results are compared with the Transient Solver code of CST Microwave Studio which uses Finite Difference Time Domain.
Benzer Tezler
- Gelişigüzel şekilli yapıların momentler yönteminde üçgen parça modellemesi kullanılarak incelenmesi
Analysis of arbitrary shaped structures by using triangular patch modeling in the moment method
TEKİN KAÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. ADNAN KÖKSAL
- 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
GÜL YESA YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM ÖZGÜN
- EM diffraction modeling with numerical methods
Nümerik metotlarla elektromanyetik kırınım modelleme
MEHMET ALPER USLU
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDoğuş ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN TOPUZ
- An application of the coda methodology for moment - rate spectra using three broadband stations in Turkey
Türkiye'de bulunan üç tane genişbantlı sismik istasyonda sismik moment spektrumu elde etmek için koda yöntemi kullanılması
TUNA EKEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Jeofizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiJeofizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİYAZİ TÜRKELLİ
- FDTD ve MOM sayısal yöntemleriyle radar saçılma yüzeyi modelleme ve azaltma teknikleri
Radar cross section modelling with FDTD and moment numerical methods and reduction techniques
BEKİR ÇİBER