Физический решатель оптики

Решатель физической оптики (PO) в Antenna Toolbox™ позволяет вам решать для RCS объекта.. В физической оптике зарегистрированный инцидент используется, чтобы вычислить токи на поверхность структуры в ответ на посягающую плоскую волну. С доступными токами можно получить рассеянное поле в желаемых точках в далеком поле.

Субдомен основные функции RWG и дополнительные размерности

Знакомые основные функции Вильтона Рао Глиссона (RWG) на треугольниках основаны [2].

В изображении для двух произвольных треугольных закрашенных фигур trn+ и trn-, имеющий области An+ и An- и совместно использующий общее ребро, ln основные функции имеет форму

fn(r)={ln2An+ρn+r \in trn+ln2Anρnr \in trn}                                                                                      (1)

где ρn+=rrn вектор, чертивший от свободной вершины треугольного trn+ к наблюдательному посту r; ρn=rnr вектор, чертивший от наблюдательного поста до свободной вершины треугольного trn-. Основная функция является нулем вне двух смежных треугольников. Векторная основная функция RWG линейна и не имеет никакого потока (то есть, не имеет никакого нормального компонента) через его контур.

От [1], наряду со стандартным определением, этот метод требует двух модульных векторов нормали nn± и 2D единичные векторы tn± также показанный на рисунке. Вектор tn+ плоскость треугольного trn+; оба вектора перпендикулярны ребру ln. Они заданы в центре ребра, который isln, обозначенный rn. Направления tn±

также показаны на рисунке. Этот метод принимает, что векторы нормали правильно (угол между смежным nn± должен быть меньше 180 градусов), и исключительно заданный. Определенная векторная ориентация (например, внешние или внутренние векторы нормали) не имеет значения. Мы затем формируем два вектора векторного произведения ln±,

ln±=tn±×nn±                                                                                                         (2)

и установите, что оба таких единичных вектора, направленные вдоль ребра, идентичны,

ln±=ln=ln                                                                                                                (3)

Только вектор ln в конечном счете необходим.

Нахождение IPO

Подходящее Приближение ФО имеет форму:

J(r)=2δ(r)[n(r)×H(r)](5)

где δ составляет теневые эффекты. Если наблюдательный пост находится в затененной области, δ должен быть нулем. В противном случае это равняется ±1 в зависимости от направления падения относительно ориентации вектора нормали n(r). Используя Eq. (4) урожаи:

n=1NPOInPOfn(r)=2δ(r)[n(r)×H(r)](6)

Касательно [3] основы изящный способ выразить неизвестные InPO явным образом, с помощью интересного изменения метода коллокации. Во-первых, рассмотрите узел коллокации, который стремится к центру ребра rn из центральной основной функции fn(r) и расположен в плюс треугольник. Умножьте Eq. (6) вектором tn+. Поскольку нормальный компонент основной функции в ребре - все до одного, другие основные функции, совместно использующие тот же треугольник, не имеют никакого нормального компонента в ребре, результат становится

InPO=2δ(rn)tn+[nn+×H(rn)](7a)

Повторите ту же операцию с минус треугольник:

InPO=2δ(rn)tn[nn×H(rn)](7b)

Добавьте уравнения 7 (a) и 7 (b), разделите результат на два и преобразуйте тройное векторное произведение, чтобы получить:

InPO=2δ(rn)H(rn)([tn+×nn+]+[tn×nn])2(8)

Поэтому согласно уравнениям (2) и (3),

InPO=2δ(rn)H(rn)ln(9)

Определение освещенных или теневых областей

Вычисление δ(r¯) потребности составлять эффект затенения. Для простых выпуклых структур использование нормального, чтобы протестировать против направления излучения указало бы на освещенную или теневую область. Если нормальный из треугольника указывает в противоположном направлении излучения, то поверхность освещается. Если нормальный из треугольника находится в том же направлении, то поверхность затенена. Но этот простой тест перестал работать, когда объект невыпукл, как имеет место в более комплексных структурах. Чтобы обработать это, выполните треугольный сегментом тест на пересечение, чтобы строго определить значение δ(r¯). Значение δ(r¯) 0 для теневых поверхностей или ±1 в зависимости от направления падения относительно ориентации вектора нормали. Чтобы реализовать это относительно основных функций RWG, которые формируются о поверхности Области ФО, проверяйте на обе произвольных треугольных закрашенных фигуры trn+ и trn быть в освещенной области и только затем считать вклад сделанным ребром к вычислению ПО текущий. Если любой треугольник находится в теневой области, значение дельты оценено, чтобы обнулить, и поэтому ребро не способствует.

Ссылки

[1] У. Джейкобус и Ф. М. Лэндсторфер, “Улучшенная Формулировка MM По для Рассеивания от 3D Отлично Проводящих Тел Произвольной Формы”, Сделка IEEE. Антенны и Распространение, издание AP-43, № 2, стр 162-169, февраль 1995.

[2] С. М. Рао, Д. Р. Вилтон и А. В. Глиссон, “Электромагнитное рассеивание поверхностями произвольной формы”, Сделка IEEE. Антенны и Распространение, издание AP-30, № 3, стр 409-418, май 1982.

[3] С. Макаров, антенна и моделирование EM в MATLAB, Вайли, Нью-Йорк, 2002.