Квадратная пластина Setup параметров RCS

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';

Анализируйте и Сравните с Аналитическим результатом

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 для вычисления 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')

Круговая пластина Setup параметров RCS

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';

Анализируйте и Сравните с аналитическим результатом

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')

Миндальный Setup НАСА

Третья структура является миндальной формой НАСА, описанной в [2]. Это - классическая форма для сравнительного тестирования эффективности 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)

Аналитические параметры

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'

Вычисление RCS с поляризацией HH

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');

Вычисление RCS с VV-поляризацией

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');

Постройте график результатов

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, i.e. теневая область 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')

Сводные данные

RCS тестирующие в сравнении с эталоном результаты выдерживают сравнение с опубликованными результатами с помощью аналитических методов, а также других числовых решателей.

Ссылки

[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.