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Este ejemplo demuestra la precisión de XFdtd para la dispersión desde un cilindro conductor finito. El patrón de dispersión biestático de una onda plana incidente se calcula a una sola frecuencia.
El cilindro se considera perfectamente conductor y mide 916 mm de longitud y 50 mm de diámetro. El cilindro se orienta a lo largo del eje Y con una onda plana incidente que llega desde la dirección +X como se muestra en la Figura 1. El patrón RCS biestático de campo lejano se calcula en un arco circular que rodea al cilindro, como se muestra en el círculo rojo de la Figura 1. La onda plana se muestra en amarillo. La onda plana se muestra como la flecha amarilla a la derecha de la figura y el campo eléctrico está orientado a lo largo del eje del cilindro. La señal de entrada es una sinusoide de 10 GHz.
Figura 1: La geometría del cilindro se muestra orientada a lo largo del eje Y. La onda plana incidente se muestra como una flecha amarilla a la derecha. La onda plana incidente se muestra como una flecha amarilla a la derecha. El círculo rojo representa el patrón de campo lejano que se calculará en el plano XY.
El cilindro se malló en una malla FDTD con un tamaño de celda de 2 mm, lo que representa 15 celdas por longitud de onda. La característica de mallado XACT Accurate Cell Technology se utiliza para mapear la malla FDTD a la superficie curva del cilindro. En la figura 2 se muestra una sección transversal del cilindro en la que se aprecia el tamaño de la malla y la curvatura XACT.
Figura 2: Vista transversal de la malla FDTD en resolución de 2 mm del cilindro mostrando el mallado XACT en la superficie curva del cilindro.
La simulación se realiza utilizando la formulación Campo Total/Campo Disperso del software y se ejecuta en una tarjeta GPU NVIDIA Quadro 3000M en menos de 15 segundos. El patrón de dispersión biestático resultante en la dirección de avance se compara con los resultados medidos en un artículo publicado [1] y muestra una concordancia muy buena, como puede verse en la figura 3. En la figura 4 se muestra el patrón biestático completo en forma de diagrama polar alrededor del plano XY. En las figuras 5, 6 y 7 se muestran vistas tridimensionales del patrón biestático.
Figura 3: La sección transversal de radar biestático calculada comparada con los resultados medidos para la dirección de dispersión delantera. La concordancia es excelente.
Figura 4: Diagrama polar completo en el plano XY del patrón de dispersión biestático del cilindro conductor.
Figura 5: Vista tridimensional del patrón de dispersión biestática desde una posición angular.
Figura 6: Vista tridimensional del patrón de dispersión biestático en el plano XZ.
Figura 7: Vista tridimensional del patrón de dispersión biestático en el plano XY.
Referencias
R. A. Marr, U. H. W. Lammers, T. B. Hansen, T. J. Tanigawa y R. V. McGahan, "Bistatic RCS Calculations From Cylindrical Near-Field Measurements-Part II: Experiments", IEEE Trans. Antenna Propag, Vol. 54, Dic. 2006, pp. 3857-3863.