• 한국전자파학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1012-1019
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• 2015

본 논문은 공동구조의 RCS(Radar Cross Section)을 계산하는 반복적 물리 광학법(Iterative Physical Optics: IPO)의 연산속도를 가속하는 기법들을 효과적으로 적용하는 방법을 제시한다. IPO는 기존에 공동 구조 내부에서 발생하는 다중 반사 효과 계산 시 기하 광학법(Geometric Optics: GO)를 사용하는 SBR(Shooting and Bouncing Rays)과는 달리 근거리 필드 식을 활용하기 때문에 정확도가 향상된 산란 계산이 가능하다. 하지만 PO(Physical Optics)에 비해 크게 느리며, 실질적인 사용을 위해서는 계산속도의 향상을 위한 기법이 필요하다. 이를 해결하기 위해 IPO에서 특징적으로 사용되는 반복적 부분을 GPU(Graphic Processing Unit)으로 계산하고, AIPO-CR(Adaptive Iterative Physical Optics-Change Rate)으로 반복횟수를 최적화하여 효과적으로 연산속도를 향상시킨다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.601-606
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• 2014

IPO(Iterative Physical Optics) 방법은 대규모 물체의 산란파를 효과적으로 계산하는 고주파 근사 방법 중 하나인 PO(Physical Optics) 방법을 반복적으로 적용하는 계산방법이다. IPO 방법은 일차(first-order) PO 방법에서는 고려하지 못하는 다중 반사를 고려할 수 있어, 산란체 표면에 여기되는 전류의 정확도를 높일 수 있다. 그러므로 산란체의 RCS(Radar Cross Section)를 보다 정확하게 예측할 수 있다. 그러나 IPO 방법은 필요한 적분방정식을 정확하게 풀지 않아 수렴성에 문제가 생긴다. 그러므로 본 논문에서는 IPO 방법의 수렴성을 조절하기 위해, 행렬연산에 사용하는 Jacobi, Gauss-Seidel, SOR(Successive Over Relaxation) 그리고 Richardson 방법을 IPO 방법에 적용하였다. 그러므로 대규모 물체의 RCS 계산을 제안된 IPO 방법을 사용하여 효율적으로 계산할 수 있다. 또, 이들의 정확도를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.791-796
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• 2009

전기적으로 크면서 동시에 복잡한 구조인 제트 엔진의 산란 해석을 위해 하이브리드 IPO-MoM(Iterative Physical Optics-Method of Moments) 기법을 제시하였다. 이 기법에서 IPO 기법은 전기적으로 부드럽게 변하는 inlet 영역을, MoM 기법은 회전축과 회전날개를 포함한 전기적으로 복잡하게 변하는 영역을 해석하였다. 각 기법의 장점을 융합하여 상대적으로 효율적이고 정확한 해석이 가능하였다. 수치 결과를 제시하고 기존 Mode-FDTD, 측정 결과와 비교하여 제시한 기법을 검증하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권2호
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• pp.91-97
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• 2017

An accurate and efficient evaluation for hypersingular integrals (HIs), strongly singular integrals (SSIs), and weakly singular integrals (WSIs) plays an essential role in the numerical solutions of 3D electromagnetic scattering problems. We derive analytic formulas for WSIs based on Stokes' theorem, which can be expressed in elementary functions. Several numerical examples are presented to validate these analytic formulas. Then, to show the feasibility of the proposed formulations for numerical methods, these formulations are used with the existing analytical expressions of HIs and SSIs to correct the near-field interaction in an iterative physical optics (IPO) scheme. Using IPO, the scattering caused by a dihedral reflector is analyzed and compared with the results of the method of moments and measurement data.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1148-1154
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• 2011

본 논문에서는 IPO 방법을 사용하여 Ka-band Von Karman 레이돔을 해석한다. Ka-band에서 레이돔같은 큰 물체를 해석하기 위해서는 보통의 수치 방법을 사용하기 힘들다. 그리고 PO(Physical Optics) 방법은 다중 반사(multiple reflection)를 고려할 수 없어 레이돔 해석에서 중요한 파라미터인 부엽(sidelobe level) 해석의 정확도에 한계를 갖는다. 그러므로 본 논문에서는 Nystrom 기반 PO 방법을 사용하는 IPO 방법을 사용하여 Ka-band 레이돔 해석 방법을 제안하고, 정확도 검증을 위해 Ku-band 실험 데이터와 IPO 결과를 비교한다. 또 Ka-band 시뮬레이션을 통해 높은 주파수에도 제안된 IPO 방법이 사용할 수 있음을 수치적으로 보인다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.445-454
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• 2015

본 논문에서는 고이득 이중 반사경 안테나(DTA: Dual Reflector Antenna)의 성능 향상을 위한 최적설계 기법으로 유전 알고리즘(GA: Genetic Algorithm)을 적용하였다. 또한, 최적설계과정에서 반복해석에 요구되는 계산 시간을 줄이고자 ADE 안테나의 각 반사경의 표면전류분포 계산에 반복적 물리광학법(IPO: Iterative Physical Optics)을 이용하였다. 물리광학법 적용시 음영지역에 대한 고려 및 다중반사에 의한 영향을 MFIE(Magnetic Field Integral Equation) 기반의 반복적인 계산을 통해서 해의 정확도를 향상시켰다. 또한, 설계변수의 축소 및 제작 가능한 부드러운 곡면 형성을 위하여 베지어 곡선을 적용하였다. 이럴 경우, 베지어 곡선의 제어점이 설계변수로 설정이 된다. 최적설계를 위한 목적함수로 HPBW(Half Power Beam Width), FNBW(First Null Beam Width), SLL(Side Lobe Level) 등을 고려하였으며, 설계 및 해석의 결과를 기존의 상용 해석프로그램과 비교하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권3호
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• pp.475-483
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• 2015

We propose a numerical scheme to simulate the time-domain echo signals at tracking radar for a realistic scenario where an EAD (expendable active decoy) and an airborne target are both in dynamic states. On various scenarios where the target takes different maneuvers, the trajectories of the EAD ejected from the target are accurately calculated by solving 6-DOF (Degree-of-Freedom) equations of the motion for the EAD. At each sampling time of the echo signal, the locations of the EAD and the target are assumed to be fixed. Thus, the echo power from the EAD can be simply calculated by using the Friis transmission formula. The returned power from the target can be computed based on the pre-calculated scattering matrix of the target. In this paper, an IPO (iterative physical optics) method is used to construct the scattering matrix database of the target. The sinc function-interpolation formulation (sampling theorem) is applied to compute the scattering at any incidence angle from the database. A simulator is developed based on the proposed scheme to estimate the echo signals, which can consider the movement of the airborne target and EAD, also the scattering of the target and the RF specifications of the EAD. For applications, we consider the detection probability of the target in the presence of the EAD based on Monte Carlo simulation.