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Numerical Computation of Radar Scattering Coefficient for Randomly Rough Dielectric Surfaces

불규칙적으로 거친 유전체 표면에서의 레이더 산란계수 수치해석적 계산

  • Published : 2000.03.01

Abstract

Scattering coefficients of randomly rough lossy dielectric surfaces were computed by using the FDTD(Finite-Difference Time-Domain) method and the Monte Carlo method in this paper. The FDTD method was applied to compute electromagnetic wave scattering characteristics at any incident angles, any linear polarizations by dividing the computation region into the total-field region and the scattered-field region. The radar cross sections(RCS) of conducting cylinders have been computed and compared with theoretical results, measurement data and the results from the method of moment(MoM) to verify the FDTD algorithm. Then, to apply the algorithm to compute scattering coefficients of distributed targets, a two-dimensionally rough surface was generated numerically for given roughness characteristics. The far-zone scattered fields of 50 statistically independent dielectric rough surfaces were computed and the scattering coefficient of the surface was calculated from the scattered fields by using the Monte Carlo method. It was found that these scattering coefficients agree well with the SPM(Small Pertubation Method) model in its validity region.

본 논문에서는 불규칙적으로 거친 유전체 표면에서의 레이더 산란계수를 FDTD 방법과 Monte Carlo 방법을 이용하여 계산하였다. 본 연구의 FDTD 방법에서는 입사파의 입사각과 편파를 바꾸어 가며 전파 산란을 계산할 수 있으며, thin wire의 RCS를 이 FDTD 방법을 이용해 계산하여 본 알고리즘을 검증하였다. 2차원적으로 거친 표면에서의 전파산란을 연구하기 위해 우선 주어진 표면 높이 분포가 Gaussian 상관함수를 갖는. 2차원적으로 거친 표면을 컴퓨터로 생성하였다. Maxwell 방정식을 차등 방정식으로 바꾼 후 계산 영역은 total field 영역과 scattered field 영역으로 나누어 FDTD를 이용해서 거친 표면 조각들에서의 산란 전계를 계산했다. 통계적으로 독립적인 50개의 표면 조각들에서 계산된 산란 전계를 이용해 레이더 후방산란계수를 구하였으며, 이 결과를 이론적 모델 중의 하나인 SPM과 비교해 보았다. FDTD 방법을 이용해 얻은 결과와 SPM을 이용해 얻은 결과가 대체적으로 잘 일치하였다.

Keywords

References

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