Dünya yüzeyi üzerindeki bir hedeften elektromanyetik saçılımın modellenmesi için karma nümerik yöntemlerin geliştirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik Elektronik Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GÜL YESA YILDIRIM
Danışman: Özlem Özgün
Özet:Dünya yüzeyi üzerinde bir hedef olduğu durumda elektromanyetik yayılımın modellenebilmesi ve hedefin radar kesit alanının hesaplanabilmesi için, radar ve hedef arasındaki dalga yayılımını etkileyen olayların tümünün dikkate alınması gerekmektedir. Dünya yüzeyinden yansıma, atmosferik kırınım, dalga boyu, hedefin şekli/boyutu/yerden yüksekliği ve kaynakla hedef arasındaki mesafe gibi birçok etken elektromanyetik saçılımı ve radar kesit alanını etkileyen faktörlerdir. Uzun mesafeli elektromanyetik yayılım problemlerinin çözümünde kullanılan en etkin yöntemlerden biri parabolik dalga denkleminin çözümüne dayanan Fourier adımlama yöntemidir (İng. Split-Step Parabolic Equation – SSPE). Parabolik dalga denklemi, atmosferdeki dikey-değişen kırılma profili etkilerini modelleyebildiği ve hızlı çözüm sağladığı için, troposferdeki elektromanyetik dalga yayılımının modellenmesinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biridir. Bu yöntem, engebeli arazi ve homojen olmayan ortamlardaki yayılımı etkin olarak modellemekle birlikte, havada bir hedef olduğu durumda sınır koşullarının sağlanmasındaki zorluk nedeniyle kullanılması zordur. Tüm bunlara ek olarak, bu yöntem eğimli/kavisli yüzeylerde merdivenleme yaklaşımı kullanmakta ve bu yaklaşım saçılım modellemelerinde merdivenleme hatasına neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında, merdivenleme hatasının azaltılması, karmaşık yapılı engellerin modellenebilmesi ve SSPE performansının iyileştirilmesi amacı ile SSPE yöntemi ve moment yöntemi bir arada kullanılarak çeşitli geometrik yapılar için yayılım modellemeleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, SSPE yöntemi ve Geometrik Optik (GO) + Düzgün Kırınım Teorisi (İng. Uniform Theory of Diffraction – UTD) sonuçları ile karşılaştırılmıştır. GO+UTD karma nümerik yöntem sonuçlarının elde edilmesi için, geometrik optik ve düzgün kırınım teorisi kullanılarak geliştirilmiş olan "GO+UTD Toolbox for Electromagnetic Propagation (ver 1.0)" yazılım aracı kullanılmıştır. Dünya yüzeyinde bulunan engellerden saçılımın modellenebilmesine olanak sağlayan GO+UTD yazılım aracının algoritması, dünya yüzeyi üzerinde yer alan ve genişliği olmayan bıçak sırtı engellerden elektromanyetik saçılımı modelleyecek şekilde yeniden düzenlenmiş ve başarımı incelenmiştir.