Calculations of Radar Cross Section of Complex-shaped 3D Objects

复杂形状3D物体的雷达截面计算

• 批准号: 06650423
• 负责人: IKUNO Hiroyoshi
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 1995
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650423/
• 关键词: Radar Cross Section; Yasuura method; GMT; FD-TD method; PML; Optical device; Optical waveguide; 三次元散乱; 並列計算

Up to now in researches of radar cross section (RCS) calculations, the RCS have been calculated for 2D objects in many cases. Even though for 3D objects, the RCS have been calculated only for simple-shaped 3D objects, of calculated with approximation quiteoften. In this research we calculated the RCS of arbitrary-shaped 3D objects accurately using the Yasuura method which was a high-reliable numerical analysis technique, and studied about characteristics of electromagnetic wave scattering. And also, we analyzed characteristics of optical devices and optical waveguides, which are composed of various materials and/or complex structures, using the FD-TD method as a preferable numerical analysis technique for the parallel computation. The main results of this research are as follows :1.We offered the Yasuura method introducing the Generalized Multipole Technique (GMT) , that could calculate the RCS of complex-shaped 3D objects accurately, and could be a effective numerical analysis technique for the scattering problems on account of fast convergence of the solutions. Practically, we calculated the RCS of various complex-shaped 3D objects, such as peanutshell-shaped, doughnut-shaped and so on.2.We showed that the FD-TD method using Perfectly Matched Layr (PML) as the absorbing boundary condition is widely applicable to electromagnetic wave scattering problems with arbitrary complex-shaped 3D objects. Furthermore we also showed that it could be a powerful technique for the analysis of potical devices and/or optical waveguides.3.We made up a small-scaled parallel computer system composed of transputers and personal computers for laboratory use, which enabling the parallel computation of the both methods.

在目前的雷达散射截面（RCS）计算研究中，很多情况下都是对二维目标进行计算。即使对于3D物体，RCS也仅针对简单形状的3D物体进行计算，或者经常使用近似计算。本研究利用高可靠性的数值分析技术Yasuura方法精确计算了任意形状三维目标的RCS，并对电磁波散射特性进行了研究。此外，我们分析了光学器件和光波导，这是由各种材料和/或复杂的结构，使用FD-TD方法作为一个较好的数值分析技术的并行计算。本文的主要研究成果如下：1.提出了引入广义多极子技术（GMT）的Yasuura方法，该方法可以精确计算复杂形状三维目标的RCS，并且由于解的快速收敛性，可以成为散射问题的有效数值分析技术。实际计算了花生壳形、甜甜圈形等多种复杂形状三维目标的RCS。2.研究表明，采用完美匹配层（PML）作为吸收边界条件的FD-TD方法可广泛应用于任意复杂形状三维目标的电磁波散射问题。此外，我们还表明，它可能是一个强大的技术，用于分析的光学器件和/或光波导。3.我们组成了一个小型的并行计算机系统，由晶片机和个人计算机组成的实验室使用，使并行计算的两种方法。

项目成果

中 良弘: "FD-TD法による不連続部を有する誘電体導波路の解析" 1995年電子情報通信学会総合大会講演論文集. 361 (1995)

Yoshihiro Naka：“使用 FD-TD 方法分析具有不连续性的介电波导”1995 年 IEICE 大会记录 361 (1995)。

中 良弘: "ウェーブディジタルフィルタ原理による誘電体導波路の特性解析" 電気学会電磁界理論研究会資料. EMT-94-67. 11-20 (1994)

Yoshihiro Naka：“基于波数字滤波器原理的介质波导特性分析”IEEJ 电磁场理论研究组材料。 ​​EMT-94-67 (1994)。

川野光則: "安浦の方法による三次元電磁波散乱の数値解析" 電気学会電磁界理論研究会資料. EMT-95-94. 39-48 (1995)

Mitsunori Kawano：“使用 Yasuura 方法进行三维电磁波散射的数值分析”日本电气工程师学会电磁场理论研究组的材料 EMT-95-94 (1995)。

中 良弘: "非対称多重導波路構造のFD-TD法による特性解析" 電気学会電磁界理論研究会資料. EMT-95-105. 49-57 (1995)

Yoshihiro Naka：“使用 FD-TD 方法对非对称多波导结构进行特性分析”IEEJ 电磁场理论研究组材料。 ​​EMT-95-105 (1995)。

M.Kawano, H.Ikuno, and M.Nishimoto: "Numerical analysis of surface current density on a perfectly conducting 3-D object" PROCEEDINGS OF THE 1995 IEICE GENERAL CONFERENCE. 48 (1995)

M.Kawano、H.Ikuno 和 M.Nishimoto：“完美导电 3D 物体表面电流密度的数值分析”1995 年 IEICE 大会论文集。