پرواز زیر رادار با طراحی آنتن رادارگروه آلتران
خواص منحصر به فرد تابش الکترومغناطیسی فرکانس رادیویی (RF) نوآوری های بی شماری را در دهه های اخیر از جمله توسعه سیستم های راداری ممکن کرده است. بسته به فرکانس، تابش RF می تواند از طریق ساختارهای عایق جامد، شرایط جوی معمولی، ابرها و باران با حداقل تلفات عبور کند که امکان استفاده از آن در محدوده های طولانی و در شرایط آب و هوایی متفاوت را فراهم می کند. صنایع هوافضا و دفاعی در نتیجه استفاده از سیستمهای راداری برای شناسایی و طبقهبندی برای تعیین اینکه آیا یک شی یا هدف وجود دارد، در کجا قرار دارد و در حال حرکت یا ثابت است، گسترش یافته و به سرعت پیشرفت کردهاند. استفاده متداول از رادار در صنایع دفاعی به طور طبیعی نیاز به روش های اجتناب از شناسایی را برای حفظ مزیت رقابتی ایجاد کرده است.
عملیات سیستم راداری
سیستم های رادار برای انتقال و دریافت تابش RF به عنوان وسیله ای برای به دست آوردن اطلاعات در مورد یک هدف، به آنتن نیاز دارند. آنتن فرستنده توان الکتریکی را به امواج RF تبدیل می کند که معمولاً در یک جهت از پیش تعیین شده منتشر می شوند. اگر هدفی وجود داشته باشد، به ویژه هدفی که از مواد رسانای الکتریکی تشکیل شده باشد، امواج RF پراکنده شده و برخی به سمت منبع منعکس می شوند. سیستم های رادار اغلب با فرستنده و گیرنده در یک مکان طراحی می شوند. بنابراین امواج RF که به منبع می رسند توسط آنتن گیرنده شناسایی شده و برای پردازش بیشتر و استخراج داده ها به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شوند.
یک چالش خاص ایجاد یک طراحی آنتن رادارگریز است که به هواپیماهای رادارگریز اجازه می دهد تا از شناسایی توسط رادار اجتناب کنند و در عین حال امکان برقراری ارتباط رادیویی را فراهم می کند، که از طریق کار نوآورانه انجام شده توسط تیم شبیه سازی در گروه Altran به دست می آید . کار آنها در مقاله “انتخاب الگوی یک آنتن مخفی” در صفحه 34 در نسخه 2013 COMSOL News ارائه شده است .
چگونه با استفاده از طراحی آنتن مخفیانه زیر رادار بمانیم
هدف در طراحی هواپیماهای رادارگریز، به حداقل رساندن سطح مقطع راداری آنها (RCS) است ، معیاری که توانایی یک شی را برای پراکندگی یا انعکاس تابش RF کمیت میکند. RCS به متغیرهای زیادی از جمله پلاریزاسیون و فرکانس موج فرودی، علاوه بر خواص هدف مانند ماده، اندازه مطلق و اندازه نسبی در مقایسه با طول موج RF بستگی دارد.
بهترین راه برای جلوگیری از شناسایی توسط یک سیستم رادار این است که مطمئن شوید که هرگز سیگنال RF منعکس شده را دریافت نمی کند. سطح یک هواپیمای رادارگریز به گونه ای طراحی شده است که یا تابش RF را جذب کند یا آن را منعکس کند تا نتواند به منبع برسد. با این حال، آنتنهای هواپیما را نمیتوان با استفاده از این فناوریهای سطحی خاص پنهان کرد، زیرا از استفاده از آنها برای مقاصد ارتباطی جلوگیری میکند. در عوض، گروه Altran در حال بررسی سطوح انتخابی فرکانس (FSS) است که آنتنها را قادر میسازد تا به طور معمول در فرکانسهای رادیویی برای ارتباطات عمل کنند، در حالی که سایر فرکانسهای RF را جذب میکنند. یک FSS اساساً یک فیلتر باند گذر است که می تواند به طور چشمگیری RCS را برای ایجاد یک آنتن مخفی کاهش دهد.
شبیه سازی سطوح انتخابی فرکانس
سطوح انتخابی فرکانس از الگوهای فلزی دوره ای، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، برای دستیابی به رفتار فیلتر RF لازم برای طراحی آنتن مخفی عملیاتی استفاده می کنند.
نمونه ای از یک سطح انتخابی فرکانس (FSS) متشکل از نوارهای فلزی مرتب شده دوره ای.
عملکرد یک FSS بسته به ضخامت فلز، شکل، فازبندی بین عناصر و انتخاب مواد زیرلایه می تواند متفاوت باشد. ساختن و آزمایش فیزیکی ترکیبات ممکن بسیار ناکارآمد و غیرعملی خواهد بود. از این رو، گروه Altran از COMSOL برای بررسی پاسخ فرکانسی برای طیف گستردهای از پارامترهای طراحی، از جمله طرحهای پیچیدهتر که میتوانند در فرکانسهای رزونانس متعدد عمل کنند، استفاده کرده است. شکل زیر مدلی از یک FSS ساده را نشان می دهد که با استفاده از COMSOL Multiphysics ارزیابی شده است.
شکل هندسه مشبک را به همراه منحنی پاسخ فرکانسی مربوطه نشان می دهد. یک FSS واقعی از نظر الکتریکی بسیار بزرگ است و به توان محاسباتی و زمان زیادی نیاز دارد. مدل ارائه شده در شکل بالا نشان دهنده یک سلول واحد از یک FSS است. با این حال، شبیهسازی به دلیل استفاده هوشمندانه از Periodic ، همچنان عملکرد یک FSS با اندازه کامل را منعکس میکند.ویژگی شرط مرزی (PBC) در COMSOL. میدان های الکترومغناطیسی در هنگام استفاده از PBC پیوسته هستند و نتایجی را ایجاد می کنند که معادل شبیه سازی کل مجموعه ای از ساختارها است. محققان تخمین می زنند که استفاده از ویژگی PBC تا 1000 برابر بازده شبیه سازی را بهبود می بخشد و در ادامه بررسی طرح های FSS مفید خواهد بود. در مطالعات بیشتر، آنها قصد دارند با الگوریتمهای بهینهسازی کار کنند و یک بستر دیالکتریک پشتیبان را به مدل FSS خود اضافه کنند.
بیشتر خواندن
- مقاله کامل “انتخاب الگوی آنتن مخفی” را در صفحه 34 از COMSOL News 2013 بخوانید.
- گالری مدل COMSOL، مقطع رادار
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید