Mühimmatlı ve mühimmatsız radar hedeflerinin tam dalga RCS modellenmesi ve analizi

Abstract

Temel olarak bir radar sistemi, radyo frekansı ve elektromanyetik dalgaları istenilen bölgeye gönderen ve hedeflerden yansıyan elektromanyetik dalgaları alarak bölge hakkında tespit, takip, görüntüleme gibi fonksiyonları gerçekleştiren sistemlerdir. RKA, gönderilen bir elektromanyetik dalga tarafından bir hedef aydınlatıldığında verilen yönde geri saçılan gücün bir ölçütüdür. Radar Kesit Alanı sadece verici güç yoğunluğuna göre ne kadar gücün saçıldığını belirten hayali bir alan ifade etmektedir. Bu çalışmada, basit ve karmaşık yapıların Radar Kesit Alanı, Fiziksel Optik yöntemi yardımıyla Ansys HFSS programı kullanılarak hesaplanmıştır. İlk olarak, küp, üçgen, kare ve dairesel levha gibi basit hedefler daha sonra ise badem, konik küre gibi daha karmaşık hedefler Ansys HFSS'de modellenerek, Radar Kesit Alanlarının frekansa ve açıya bağlı değişimi sayısal ortamda incelenmiştir. İncelenen basit ve karmaşık modeller bir araya gelmesiyle oluşturulan kanatlı badem modeline, silindir ve koni kullanarak basit bir mühimmat modeli ana modele eklenmiştir. Eklenen muhimmatın, polarizasyon, frekans ve açıya bağlı olarak RKA'ya olan etkisini görmek için sayısal ortamda benzetim çalışmaları yapılmıştır. Son olarak MQ-1B insansız hava aracı ve AGM-114 mühimmatı üç boyutlu modellenmiş ve mühimmat sayısının, hedefe gelendalganın yönü, polarizasyon gibi parametrelere ek olarak düşük ve yüksek frekansların Radar Kesit Alanına olan etkisi incelenmiştir.

Basically, a radar system is a system that transmits radio frequency and electromagnetic waves to desired regions and receives electromagnetic waves reflected from targets and performs functions such as detection, tracking and imaging about the region. The Radar Cross Sectional area (RCS) is a measure of the scattered power in given direction when a target is illuminated by a sending electromagnetic wave. Radar Cross Sectional area is an imaginary field that indicates how much power is radiate according to the transmitter power density. In this study, Radar Cross Sectional area value of the basic and complex geometries were calculated with the aid of the Physical Optics method in Ansys HFSS programme. First, basic targets such as cubes, triangles, squares and circular plates, then more complex targets such as almonds, conical spheres, etc. were modeled and frequency and angle dependent change of the Radar Cross Sectional area values have been examined in numerical environment. A simple ammunition model which is modeled by using cylinder and cone was added to the model of the winged almond created by combining the examined simple and complex models. In order to see the effect of this ammunition on the Radar Cross Sectional area depending on the polarization, frequency and angle, simulation studies have been done in numerical environment. Finally, MQ-1B unmanned aerial vehicle and AGM-114 ammunition were modeled in three dimensions and the effect of the low and high frequencies in addition to parameters such as number of ammunition, direction of the incoming wave to target, polarization on the Radar Cross Sectional area was examined.