Τρισδιάστατη Μοντελοποίηση Στόχων με σκοπό την εκτίμηση της Ραδιοδιατομής τους

Με βάση δισδιάστατες εικόνες και ανοικτές πηγές

Ανθυποσμηναγού (ΜΑ) Παναγιώτη Τουζόπουλου, Ανθυποσμηναγού (ΜΗ) Δημητρίου Μποβιάτση και Αντισμηνάρχου (ΜΗ) Κωνσταντίνου Ζηκίδη

Σχολή Ικάρων, Τμήμα Αεροπορικών Επιστημών, Αεροπορική Βάση Δεκελείας

[Τίτλος πρωτοτύπουPanagiotis Touzopoulos, Dimitrios Boviatsis and Konstantinos C. Zikidis, «3D Modelling of Potential Targets for the purpose of Radar Cross Section (RCS) Prediction».

Δημοσιεύτηκε στο: Proceedings of the 6th International Conference on Military Technologies (ICMT2017), Brno, Czech Republic, 31 May-2 June 2017, pp. 636-642 

Σύνδεσμος: http://ieeexplore.ieee.org/document/7988835/

Δημοσιεύεται με την άδεια των συντακτών]

si_EMBL-300X360

Ι. Εισαγωγή

Είναι μάλλον δύσκολο να φτάσει κανείς σε λύσεις “κλειστής μορφής” για τις Εξισώσεις Μάξγουελ σε πραγματικά προβλήματα, εκτός εάν τα εξεταζόμενα φυσικά αντικείμενα έχουν εξαιρετικά απλό σχήμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις πρέπει να χρησιμοποιηθούν υπολογιστικά αποδοτικές προσεγγίσεις των Εξισώσεων Μάξγουελ, μία διαδικασία που είναι κοινώς γνωστή ως «Υπολογιστικός Ηλεκτρομαγνητισμός» (Computational Electromagnetics).

Από πλευράς Υπολογιστικού Ηλεκτρομαγνητισμού, οι μέθοδοι για την πρόβλεψη της ραδιοδιατομής ή RCS – Radar Cross Section ενός φυσικού αντικειμένου διακρίνονται σε ακριβείς και προσεγγιστικές. Οι ακριβείς μέθοδοι τείνουν να είναι αρκετά πολύπλοκες, ενώ οι προσεγγιστικές μέθοδοι συνήθως αποδίδουν αποδεκτά αποτελέσματα με σημαντικά μικρότερες υπολογιστικές απαιτήσεις.

Οι πιο κοινές μέθοδοι πρόβλεψης ραδιοδιατομής για τυχαίους τρισδιάστατους στόχους είναι, μεταξύ άλλων: η δημοφιλής Μέθοδος Ροπών, η Μέθοδος Πεπερασμένων Διαφορών, η προσέγγιση Γεωμετρικής Οπτικής και η προσέγγιση Φυσικής Οπτικής. Η Μέθοδος Ροπών και η Μέθοδος Πεπερασμένων Διαφορών είναι (μαθηματικά) ακριβείς μέθοδοι, που αποδίδουν ακριβή αποτελέσματα αλλά είναι απαιτητικές σε υπολογιστικούς πόρους. Η Γεωμετρική Οπτική και η Φυσική Οπτική είναι προσεγγιστικές μέθοδοι. Αν και εύκολη στην εφαρμογή, η Γεωμετρική Οπτική έχει σοβαρότατους περιορισμούς, πχ στην περίπτωση επίπεδων ή κυλινδρικών επιφανειών, όπου απλούστατα δεν δίνει κανένα αποτέλεσμα. Ανάγνωση του υπολοίπου άρθρου

Advertisements

Περί της ραδιοδιατομής του F-35 – Συμπληρωματικά στοιχεία

 

γράφει ο Γ. Κασσωτάκης

  1. Μεταβολή της απόστασης αποκάλυψης στόχου σε συνάρτηση με το RCS

Table_2

Πίνακας 2

Σκοπός του Πίνακα 2 του άρθρου που προηγήθηκε είναι να καταδείξει ότι η μείωση της απόστασης αποκάλυψης ενός στόχου δεν μειώνεται γραμμικά με την μείωση του RCS του (δηλ. μείωση του RCS στο ήμισυ δεν σημαίνει μείωση στο ήμισυ της απόστασης αποκάλυψης). Αντίθετα, η μείωση της απόστασης αποκάλυψης είναι ανάλογη με την τέταρτη ρίζα του RCS, όπως προκύπτει από την εξίσωση του ραντάρ. Οπότε, μείωση του RCS στο μισό (3 db) σημαίνει μείωση της απόστασης αποκάλυψης στο 84% (σε σχέση με την αρχική), μείωση του RCS στο 1/10 (10 db) σημαίνει μείωση της απόστασης στο 56% και τέλος μείωση του RCS στο 1/10000 (40 db) του αρχικού σημαίνει μείωση της απόστασης στο 10% (1/10) της αρχικής αφού τέταρτη ρίζα του 10.000 = 10 και εξ ου και στο παράδειγμα του πίνακα 2 τα 200 ΝΜ για RCS 1 τ.μ. υποδεκαπλασιάζονται στα 20 ΝΜ για μείωση του RCS στο 1/10000 τ.μ.

Για όσους ενδιαφέρονται πως προκύπτει η εξίσωση του ραντάρ:

formel13

μπορούν να δουν στον παρακάτω σύνδεσμο

http://www.radartutorial.eu/01.basics/The%20radar%20Range%20Equation.en.html 

Τον συγκεκριμένο ιστότοπο http://www.radartutorial.eu τον συστήνω σε όσους ενδιαφέρονται να ενημερωθούν για τη θεωρία λειτουργίας και την τεχνολογία των συστημάτων ραντάρ.

  1. Ακτίνες αποκάλυψης ραντάρ έγκαιρης προειδοποίησης

Οι τιμές του Πίνακα 2 (δηλ. αποκάλυψη στόχου RCS 1 τ.μ. στα 200 ΝΜ) είναι μεν ενδεικτικές αλλά πάντως δεν είναι εντελώς τυχαίες. Ως τάξη μεγέθους είναι αρκετά κοντά στις προδιαγραφές του ΝΑΤΟ για τα υπάρχοντα ραντάρ έρευνας έγκαιρης προειδοποίησης (Early Warning) που λειτουργούν στις μπάντες L και S (είναι οι ίδιες). Ειδικότερα είναι τιμές που αφορούν την αποκάλυψη στόχου σε καθαρή περιοχή (Detection in the Clear), που σημαίνει σε μεγάλο ύψος, σε περιοχή χωρίς CLUTTER και χωρίς παρουσία ατμοσφαιρικών ανωμαλιών (ducting, super-refraction κλπ). Θα λέγαμε δηλ. απόδοση υπό ιδανικές συνθήκες. Ανάγνωση του υπολοίπου άρθρου