Этот пример выполняет сравнительное тестирование Радарного расчета Сечения на трех структурах: квадратная пластина, круговая пластина и миндаль НАСА. Сравнительное тестирование для квадратной и круговой пластины сделано против аналитического физического основанного на оптике решения и в случае Миндаля НАСА, сравнение с решением Метода моментов (MoM).
Задайте физические размерности для квадратной пластины, длины волны и частоты для анализа. Пластина задана с помощью файла STL.
lambda = 3.25e-2; f1 = physconst('lightspeed')/lambda; L = 10.16e-2; W = 10.16e-2; p = platform; p.FileName = 'square_plate.stl'; p.Units = 'm';
Расчет RCS сделан в плоскости вертикального изменения в азимуте = 0 градусов. Вектор поляризации электрического поля установлен в HH. Это подразумевает, что горизонтальная составляющая на передаче и горизонтальная составляющая на получают, используется в вычислении RCS. Результаты для RCS от тулбокса по сравнению с аналитическими результатами, обеспеченными в [1].
az = 0; el = 0.05:1:90; sigma = rcs(p,f1,az,el,'Polarization','HH'); asigma1 = rectPlateRCS(L,W,f1,az,90-el); figure plot(el,sigma,el,asigma1) grid on xlabel('Elevation angle (deg.)') ylabel('RCS - dBsm') title('Analytical vs Numerical PO') legend('PO-Numerical','PO-Analytical','Location','best')
Задайте физические размерности круговой пластины. Круговая пластина описана с помощью файла STL. Все размерности исчисляются в метрах.
R = 10.16e-2; pc = platform; pc.FileName = 'circular_plate.stl'; pc.Units = 'm';
Как прежде сравнивают результаты функции RCS в тулбоксе с аналитическим выражением, обеспеченным в [1]. Вычисление RCS сделано в плоскости вертикального изменения между 0 и 90 градусов.
az = 0; el = 0.05:1:90; sigmaV = rcs(pc,f1,az,el,'Polarization','HH'); asigma1 = circPlateRCS(R,f1,90-el); figure plot(el,sigmaV,el,asigma1) grid on xlabel('Elevation angle (deg.)') ylabel('RCS - dBsm') title('Analytical vs Numerical PO') legend('PO-Numerical','PO-Analytical','Location','best')
Третья структура является миндальной формой НАСА, описанной в [2]. Это - классическая форма для сравнительного тестирования производительности высокочастотных электромагнитных решателей. Математические выражения в [2] использовались, чтобы создать файл STL, который описывает миндальную форму.
p = platform; p.FileName = 'NASA-Almond.stl'; p.Units = 'm'; figure show(p)
Поскольку физический решатель оптики только применим в больших ka значениях, мы сравниваем результаты, приведенные Antenna Toolbox с опубликованными в [2]. Результаты, приведенные тулбоксом, будут от обоих решателей, физической оптики (PO) и Метода моментов (MoM). Длина волны на уровне 7 ГГц составляет приблизительно 4,3 см. Мы совершенствовали mesh, чтобы быть немного более прекрасными, чем это использование критерия.
f2 = 7e9;
m = mesh(p,'MaxEdgeLength',.0035)
az = 0:1:180;
el =0;
m = struct with fields: NumTriangles: 7878 NumTetrahedra: 0 NumBasis: [] MaxEdgeLength: 0.0035 MeshMode: 'manual'
Вычислите RCS для условия поляризации HH, в котором горизонтально поляризовано переданное и полученное поле.
sigmahh_po = rcs(p,f2,az,el,'Solver','PO',... 'EnableGPU', false,... 'Polarization','HH'); sigmahh_mom = rcs(p,f2,az,el,'Solver','MoM', ... 'Polarization','HH');
Вычислите RCS для условия VV-поляризации, в котором вертикально поляризовано переданное и полученное поле.
sigmavv_po = rcs(p,f2,az,el,'Solver','PO',... 'EnableGPU', false,... 'Polarization','VV'); sigmavv_mom = rcs(p,f2,az,el,'Solver','MoM', ... 'Polarization','VV');
Наложите графики от обоих решателей для обеих поляризации, чтобы выдержать сравнение. Заметьте, что двухполупериодный решатель MoM извлекает все явление, которые способствуют рассеянному полю. По контрасту решатель ПО, являющийся приближением первого порядка, может предсказать уровень RCS, но составляет в среднем изменения под различными углами. Это ожидается, поскольку решатель ПО принимает, что поверхностная плотность тока за пределами освещенной области, т.е. теневой области является нулем, таким образом не способствуя рассеянному полю.
figure plot(az,sigmahh_mom,az,sigmahh_po,az,sigmavv_mom,az,sigmavv_po,'LineWidth',2) ax = gca; ax.YLim = [-70,-15]; title('RCS Comparison, MoM vs. PO') xlabel('Azimuth, deg.') ylabel('Magnitude, dBsm') grid on legend('HH-pol, MoM','HH-pol, PO', 'VV-pol, MoM','VV-pol, PO','Location','best')
RCS тестирующие в сравнении с эталоном результаты выдерживают сравнение с опубликованными результатами с помощью аналитических методов, а также других числовых решателей.
[1] Анализ и проектирование радиолокационной системы Используя MATLAB, Бэссема Р. Мэхэфзу, Chapman&Hall/CRC, 2000.
[2] А. К. Ву, Х. Т. Г. Ван, М. Дж. Шух и М. Л. Сандерс, "радар сравнительного теста блокнота программиста EM предназначается для валидации вычислительных программ электромагнетизма", в Антеннах IEEE и Журнале Распространения, издании 35, № 1, стр 84-89, февраль 1993.