Υπολογισμός ενεργειακής διατομής σκέδασης σε παθητικό ραντάρ
Σήμερα, ένας μεγάλος αριθμός ερευνητών ανησυχεί για τους εναέριους στόχους, δεδομένου ότι εμπλέκονται σε πολλές πτυχές της καθημερινής ζωής, όπως στρατιωτικά ζητήματα, όπως αεροσκάφη και πυραύλους, ή μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV) που πετούν πάνω από τα κέντρα της πόλης ή τις περιοχές του αερο...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13737 |
| id |
nemertes-10889-13737 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Παθητικό ραντάρ Διστατικό ραντάρ Ηλεκτρομαγνητική σκέδαση Μέθοδος συνοριακών στοιχείων Μέθοδος φυσικής οπτικής Ενεργός διατομή σκέδασης Radar cross section Boundary elements method Electromagnetic scattering Physical optics Bistatic radar Passive radar |
| spellingShingle |
Παθητικό ραντάρ Διστατικό ραντάρ Ηλεκτρομαγνητική σκέδαση Μέθοδος συνοριακών στοιχείων Μέθοδος φυσικής οπτικής Ενεργός διατομή σκέδασης Radar cross section Boundary elements method Electromagnetic scattering Physical optics Bistatic radar Passive radar Ζέρβας, Χρήστος Υπολογισμός ενεργειακής διατομής σκέδασης σε παθητικό ραντάρ |
| description |
Σήμερα, ένας μεγάλος αριθμός ερευνητών ανησυχεί για τους εναέριους στόχους, δεδομένου ότι εμπλέκονται σε πολλές πτυχές της καθημερινής ζωής, όπως στρατιωτικά ζητήματα, όπως αεροσκάφη και πυραύλους, ή μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV) που πετούν πάνω από τα κέντρα της πόλης ή τις περιοχές του αεροδρομίου. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, γίνεται εκτενής αναφορά στις βασικές αρχές λειτουργίας και την χρήση των Pasive Radar στις μέρες μας. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι Μέθοδοι των Συνοριακών Στοιχείων, καθώς και της Φυσικής Οπτικής. Κάνοντας χρήση των μεθόδων αυτών, οδηγούμαστε στην επίλυση δύο προβλημάτων ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης.
Πιο συγκεκριμένα, το πρώτο πρόβλημα αφορά την ηλεκτρομαγνητική σκέδαση των plane ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, που προσπίπτουν σε μία τέλεια αγώγιμη σφαίρα (μηδενικό radial scattering amplitude), ακτίνας α=0.35m. Η επίλυση πραγματοποιείται με τον υπολογισμό των μεγεθών Radar Cross Section (RCS) για τις διάφορες τιμές των εκπεμπόμενων συχνοτήτων. Το εύρος των εκπεμπόμενων συχνοτήτων, στις οποίες έγιναν οι υπολογισμοί είναι 0 έως 1.36 GHz. Κατά την επίλυση με τη μέθοδο των Συνοριακών Στοιχείων, ο σχεδιασμός της γεωμετρίας της σφαίρας, καθώς και η διακριτοποίησή της σε συνοριακά στοιχεία πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια του προγράμματος ANSYS Mechanical APDL και στη συνέχεια, τα στοιχεία και οι κόμβοι εξάχθηκαν στο πρόγραμμα BEAP. Αντίθετα, κατά την επίλυση με την μέθοδο των Physical Optics, χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό POFACETS. Πραγματοποιήθηκε σύγκριση των αποτελεσμάτων τόσο μεταξύ των δύο διαφορετικών μεθόδων, όσο και με της κάθε μεθόδου, ξεχωριστά, με την αναλυτική λύση της Mie Theory, που δίνεται από τη βιβλιογραφία.
Το δεύτερο πρόβλημα που επιλύθηκε, αφορά τον υπολογισμό και τη σύγκριση των Bistatic Polar Diagrams τριών διαφορετικών γεωμετριών, για τις συχνότητες των 30KHz, 30MHz και 1 GHz. Οι γεωμετρίες θεωρούνται τέλεια αγώγιμες και αποτελούνται από μία σφαίρα ακτίνας α=0.35m, έναν κύλινδρο με ημισφαιρικά άκρα και έναν κύλινδρο με σφαιρικά άκρα, ο οποίος φέρει πτέρυγες. Το πρόβλημα αυτό επιλύθηκε με τη Μέθοδο των Συνοριακών Στοιχείων, κάνοντας χρήση των λογισμικών ANSYS mechanical APDL και BEAP. Τα αποτελέσματα των διαφορετικών Bistatic Polar Diagrams τα συγκρίναμε μεταξύ τους, με αποτέλεσμα να εξαχθούν κάποιες ειδοποιοί διαφορές ,που συμβάλουν στην αναγνώριση και τον διαχωρισμό των τριών αντικειμένων. |
| author2 |
Zervas, Christos |
| author_facet |
Zervas, Christos Ζέρβας, Χρήστος |
| author |
Ζέρβας, Χρήστος |
| author_sort |
Ζέρβας, Χρήστος |
| title |
Υπολογισμός ενεργειακής διατομής σκέδασης σε παθητικό ραντάρ |
| title_short |
Υπολογισμός ενεργειακής διατομής σκέδασης σε παθητικό ραντάρ |
| title_full |
Υπολογισμός ενεργειακής διατομής σκέδασης σε παθητικό ραντάρ |
| title_fullStr |
Υπολογισμός ενεργειακής διατομής σκέδασης σε παθητικό ραντάρ |
| title_full_unstemmed |
Υπολογισμός ενεργειακής διατομής σκέδασης σε παθητικό ραντάρ |
| title_sort |
υπολογισμός ενεργειακής διατομής σκέδασης σε παθητικό ραντάρ |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13737 |
| work_keys_str_mv |
AT zerbaschrēstos ypologismosenergeiakēsdiatomēsskedasēssepathētikorantar AT zerbaschrēstos radarcrosssectioncalculationsusingbistaticradar |
| _version_ |
1771297198051426304 |
| spelling |
nemertes-10889-137372022-09-05T11:16:32Z Υπολογισμός ενεργειακής διατομής σκέδασης σε παθητικό ραντάρ Radar cross section calculations using bistatic radar Ζέρβας, Χρήστος Zervas, Christos Παθητικό ραντάρ Διστατικό ραντάρ Ηλεκτρομαγνητική σκέδαση Μέθοδος συνοριακών στοιχείων Μέθοδος φυσικής οπτικής Ενεργός διατομή σκέδασης Radar cross section Boundary elements method Electromagnetic scattering Physical optics Bistatic radar Passive radar Σήμερα, ένας μεγάλος αριθμός ερευνητών ανησυχεί για τους εναέριους στόχους, δεδομένου ότι εμπλέκονται σε πολλές πτυχές της καθημερινής ζωής, όπως στρατιωτικά ζητήματα, όπως αεροσκάφη και πυραύλους, ή μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV) που πετούν πάνω από τα κέντρα της πόλης ή τις περιοχές του αεροδρομίου. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, γίνεται εκτενής αναφορά στις βασικές αρχές λειτουργίας και την χρήση των Pasive Radar στις μέρες μας. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι Μέθοδοι των Συνοριακών Στοιχείων, καθώς και της Φυσικής Οπτικής. Κάνοντας χρήση των μεθόδων αυτών, οδηγούμαστε στην επίλυση δύο προβλημάτων ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης. Πιο συγκεκριμένα, το πρώτο πρόβλημα αφορά την ηλεκτρομαγνητική σκέδαση των plane ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, που προσπίπτουν σε μία τέλεια αγώγιμη σφαίρα (μηδενικό radial scattering amplitude), ακτίνας α=0.35m. Η επίλυση πραγματοποιείται με τον υπολογισμό των μεγεθών Radar Cross Section (RCS) για τις διάφορες τιμές των εκπεμπόμενων συχνοτήτων. Το εύρος των εκπεμπόμενων συχνοτήτων, στις οποίες έγιναν οι υπολογισμοί είναι 0 έως 1.36 GHz. Κατά την επίλυση με τη μέθοδο των Συνοριακών Στοιχείων, ο σχεδιασμός της γεωμετρίας της σφαίρας, καθώς και η διακριτοποίησή της σε συνοριακά στοιχεία πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια του προγράμματος ANSYS Mechanical APDL και στη συνέχεια, τα στοιχεία και οι κόμβοι εξάχθηκαν στο πρόγραμμα BEAP. Αντίθετα, κατά την επίλυση με την μέθοδο των Physical Optics, χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό POFACETS. Πραγματοποιήθηκε σύγκριση των αποτελεσμάτων τόσο μεταξύ των δύο διαφορετικών μεθόδων, όσο και με της κάθε μεθόδου, ξεχωριστά, με την αναλυτική λύση της Mie Theory, που δίνεται από τη βιβλιογραφία. Το δεύτερο πρόβλημα που επιλύθηκε, αφορά τον υπολογισμό και τη σύγκριση των Bistatic Polar Diagrams τριών διαφορετικών γεωμετριών, για τις συχνότητες των 30KHz, 30MHz και 1 GHz. Οι γεωμετρίες θεωρούνται τέλεια αγώγιμες και αποτελούνται από μία σφαίρα ακτίνας α=0.35m, έναν κύλινδρο με ημισφαιρικά άκρα και έναν κύλινδρο με σφαιρικά άκρα, ο οποίος φέρει πτέρυγες. Το πρόβλημα αυτό επιλύθηκε με τη Μέθοδο των Συνοριακών Στοιχείων, κάνοντας χρήση των λογισμικών ANSYS mechanical APDL και BEAP. Τα αποτελέσματα των διαφορετικών Bistatic Polar Diagrams τα συγκρίναμε μεταξύ τους, με αποτέλεσμα να εξαχθούν κάποιες ειδοποιοί διαφορές ,που συμβάλουν στην αναγνώριση και τον διαχωρισμό των τριών αντικειμένων. Nowadays, a great number of researchers are concerned about aerial targets since they are involved in many aspects of everyday life, such as military issues, including aircrafts and missiles, or Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) flying over city centers or airport areas. In this thesis, the functional principle and the use of the Passive Radar in our days, are presented. Additionally, the Boundary Elements Method and the Method of Physical Optics is mentioned. These methods are used for the solution of two electromagnetic scattering problems. More specifically, the first problem regards the scattering of plane electromagnetic waves, that hit a perfectly conducting sphere (zero radial scattering amplitude), with radius a=0.35m. The solution of the problem demands the calculation measurements of the Radar Cross Section (RCS) for the various values of the emitted frequencies. The range of transmitted frequencies in which the calculations were performed was 0 to 1.36 GHz. The design of the geometry of the sphere, as well as its discrimination into boundary elements was carried out with ANSYS Mechanical APDL program and the nodes and elements were then exported to the BEAP program.(BEM solution) Based on the results of BEAP, the RCS for the various output frequency values were calculated. On the other hand, for the Physical Optics solution, the design of geometry and all the calculations were carried out with the POFACETS software. The solution of the second electromagnetic problem includes the determination of the Bistatic Polar Diagrams of three perfectly conductive objects for the frequencies 30KHz, 30MHz and 1GHz.For the solution of this problem we used the Boundary Elements Method and the calculations were carried out from ANSYS mechanical APDL and BEAP softwares. 2020-08-02T12:21:50Z 2020-08-02T12:21:50Z 2020-07-10 http://hdl.handle.net/10889/13737 gr application/pdf |
