Elektromagnetische Beugung und Streuung an semi-infiniten Strukturen

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Verallgemeinerungen der Geometrischen Optik wie die Geometrical Theory of Diffraction (GTD) und deren Erweiterung, die Uniform Theory of Diffraction (UTD) werden heute erfolgreich eingesetzt zur effizienten Berechnung der elektromagnetischen Streuung an elektrisch großen Strukturen sowie zur Untersuchung der Wellenausbreitung bei Radar- und Kommunikationsszenarien z.B. auf Flughäfen oder in urbaner Umgebung. Die Methode basiert auf analytischen Lösungen bestimmter klassischer Beugungsprobleme (z.B. Kanten und Halbebenen). Die Berücksichtigung der zugehörigen Diffraktionskoeffizienten ermöglicht vielfach erst eine hinreichend verlässliche Behandlung technisch relevanter Aufgaben. In dem Forschungsvorhaben soll unter Verwendung der sphärischen Multipolentwicklung in elliptischen Kegelkoordinaten das an Spitzen von elliptischen Kegeln sowie an Sektorecken verursachte Streufeld isoliert und systematisch analysiert werden. Zugehörige Diffraktionskoeffizienten sind bislang nicht in GTD- bzw. UTD-Ansätzen berücksichtigt und sollen mit einer vom Antragsteller entwickelten und für den Fall der Halbebene validierten, auf zwei Greenschen Dyaden beruhenden Methode weitestgehend analytisch bestimmt und numerisch ausgewertet werden. Der Einsatz der hierzu gegebenenfalls erforderlichen linearen und nichtlinearen Reihentransformationen (z.B. nach Cesaro, Euler und Shanks) soll ebenfalls untersucht und optimiert werden. Die Ergebnisse sollen schließlich dazu genutzt werden, den Einfluss von Spitzen und sektorförmigen Strukturen auf das gestreute Feld vorherzusagen und somit zu einer Verbesserung der Genauigkeit und Anwendbarkeit der genannten asymptotischen Verfahren zu kommen.