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Trazado de rayos con óptica física y MEC

La óptica física (PO) es una técnica física basada en rayos muy eficaz para la dispersión por radar y otras aplicaciones que requieren el cálculo de la retrodispersión de objetos facetados detallados. 

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A diferencia de los métodos basados en el enfoque GO/UTDPO implica una integración completa de la superficie sobre estructuras facetadas. Esto requiere un trazado de rayos más denso y es más intensivo computacionalmente que la óptica geométrica y UTD; sin embargo, el cálculo adicional puede proporcionar mucha más precisión para los cálculos que requieren el análisis de la dispersión de las estructuras facetadas que son altamente detalladas, como el cálculo de la retrodispersión de radar de un modelo finamente facetado de un vehículo, aeronave o buque naval, o reflexiones de otras superficies de alta resolución. Los enfoques tradicionales suelen hacer suposiciones de campo lejano y se aplican a problemas como el cálculo de RCS de campo lejano. Sin embargo, en el software de análisis de radares WaveFarer® de Remcom, la técnica se ha mejorado específicamente para tener en cuenta los efectos del campo cercano, lo que permite aplicar el método a aplicaciones de menor alcance, como los radares de automóviles o la detección en interiores.

En PO, un objeto de dispersión se compone de un conjunto de facetas que definen una superficie cerrada. El trazado de rayos se utiliza para encontrar trayectorias a cada faceta de esta superficie cerrada, incurriendo potencialmente en interacciones multitrayecto con otras superficies a lo largo del camino. Puede combinarse con los métodos métodos GO/UTD para incorporar los efectos de las interacciones multitrayecto con otras estructuras del entorno en su cálculo de los campos electromagnéticos que inciden en cada faceta de la superficie. La integración de la superficie requiere trayectorias muy densas, que las soluciones de Remcom consiguen apuntando a las facetas e incorporando extensiones a los rayos multitrayectoria que intersecan la geometría de un objetivo. La figura 1 muestra un ejemplo de las 50.000 trayectorias principales de un radar de automóviles. Una vez encontradas las trayectorias, se calculan las tensiones recibidas por cada trayectoria hacia cada faceta utilizando una función de Green generalizada. La tensión total recibida en una antena se calcula a partir de la suma de las contribuciones de todas las combinaciones de trayectorias y las facetas con las que interactúan.

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Figura 1: Las 50.000 trayectorias principales entre el radar, el entorno y el vehículo en el escenario del radar automático

Método de las corrientes equivalentes (MEC)

Aunque la óptica física incluye los efectos de los bordes en sus cálculos de dispersión, estos efectos pueden mejorarse mediante correcciones basadas en técnicas como el Método de las Corrientes Equivalentes (MEC). Las soluciones de Remcom han aplicado el MEC para hallar corrientes eléctricas y magnéticas equivalentes asociadas a cada borde, que luego se incluyen en integrales de línea para complementar la integral de superficie PO. El resultado produce una mejor aproximación numérica para los campos dispersos de la zona cercana o lejana que la PO de superficie por sí sola.

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