• 대한전자공학회논문지
• /
• 제25권8호
• /
• pp.874-883
• /
• 1988

A complete form of physical optics solution to the diffraction of electromagnetic waves by a dielectric wedge with arbitrary dielectric constant and general wedge angle is obtained for an incident plane wave with any angle. Based on the formulation of dual integral equation in the spectral domain, the physical optics solution is constructed by sum of geometrical optics term including multiple reflection inside the wedge and the edge diffracted field, of which diffraction functions are represented in a quite simple form as series of cotangent functions weighted by the Fresnel reflection coefficients. Since diffraction patterns of physical optics are discontinous at dielectric interfaces, Part II and III of these three companion papers will be concerned with correction to the error of the physical optics approximation.

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

• 한국항공우주학회지
• /
• 제42권11호
• /
• pp.958-967
• /
• 2014

효율적인 RCS 감소 연구를 위해 고주파수 근사 기법을 연계한 혼합기법 기반의 RCS 예측 코드를 개발하였다. 연계기법으로 전자기파 산란에 관한 고주파 기법인 물리광학법(Physical Optics)과 기하광학법(Geometrical Optics)을 이용하였다. RCS 산란 메커니즘의 하나인 Cavity Return 효과를 확인하기 위해 Inlet 영역은 기하광학법을 적용하였고, 그 외 영역은 물리광학법을 적용하였다. 예측코드의 정확성을 검증하기 위하여 구의 이론해와 예측결과를 비교하였고, Cavity가 존재하는 Sphere에 대한 Full Wave 해석해와 결과값을 비교하였다. 마지막으로 비행체 형상에 대한 RCS 해석문제에 적용하여 개발 코드의 유용성을 확인하였다.

• 전자공학회논문지A
• /
• 제32A권8호
• /
• pp.39-46
• /
• 1995

A complete form of physical optics solution to the E-polarized diffraction by a composite of conducting and dielectric wedges is obtained by sum ov geometrical optics solution and edge-diffracted field. The diffraction coefficients of the edge-diffracted field are expressed in series of cotangent functions. The electric field patterns of the physical optics solution are plotted in figures.

• International Journal of Ocean System Engineering
• /
• 제3권1호
• /
• pp.22-32
• /
• 2013

A heuristic physical theory of diffraction (PTD) for an acoustic impedance wedge is proposed. This method is based on Ufimtsev's three-dimensional PTD, which is derived for an acoustic soft or hard wedge. We modify the original PTD according to the process of physical optics (or the Kirchhoff approximation) to obtain a 3D heuristic diffraction model for an impedance wedge. In principle, our result is equivalent to Luebbers' model presented in electromagnetism. Moreover, our approach provides a useful insight into the theoretical basis of the existing heuristic diffraction methods. The derived heuristic PTD is applied to an arbitrary impedance polygon, and a simple PTD formula is derived as a supplement to the physical optics formula.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제15권1호
• /
• pp.1-5
• /
• 2015

A high-frequency analysis technique, called the hidden rays of diffraction (HRD), is reviewed in this paper. The physical optics and the rigorous diffraction coefficients of a perfectly conducting wedge illuminated by a plane wave are compared. The physical existence of hidden rays on the shadow boundary is explained in view of the geometric theory of diffraction (GTD). In particular, a systematic tracing of hidden rays and its visualization are precisely described by introducing the concept of the supplementary boundary. The physical meaning of the null-field condition in the complementary region is also explained.

• 한국음향학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.140-148
• /
• 2008

본 연구에서는 물리광학법 (physical optics)과 푸리에 변환 (Fourier transform)을 바탕으로 잠수함과 같이 크고 형상이 복잡한 수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호를 모의하기 위한 수치해석방법을 구현하였다. 키르코프-헬름홀쯔 적분식 (Kirchhoff-Helmholtz integral equation)에 키르코프 근사이론 (Kirchhoff approximation)을 적용하여 유도한 물리광학법을 바탕으로 수중표적의 후방산란 음파에 대한 주파수 응답을 계산하였으며, 시간영역 신호모의를 위해 구해진 주파수응답에 고속 역푸리에 변환 (inverse fast Fourier transform)을 취하였다. 입사 음파의 직접조사 면적을 산정하기 위한 적응 삼각형 빔 방법과 다중반사 효과를 고려하기 위한 가상면 개념을 도입하였다. 평면 음파가 정사각형 평판에 수직으로 입사하는 경우에 대한 수치해석 결과를 시간영역 물리광학법에 근거한 해석해와 비교하여 본 연구에서 구현한 수치해석방법의 정확성을 검증하였으며, 반구형 원통모델에 대한 수치모의 결과를 측정결과와 비교하여 본 연구방법이 거울반사 (specular reflection) 효과가 우세한 경우에 유효한 해를 제공할 수 있으나 작은 표적에 대해서는 오차를 줄 수 있음을 확인하였다. 또한, 이상화된 잠수함 모델에 대한 수치해석을 통해 실제 수중표적에 대한 시간영역 후방산란 해석으로의 적용 가능성을 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제4권1호
• /
• pp.20-32
• /
• 2012

A software system for a complex object scattering analysis, named SYSCOS, has been developed for a systematic radar cross section (RCS) analysis and reduction design. The system is based on the high frequency analysis methods of physical optics, geometrical optics, and physical theory of diffraction, which are suitable for RCS analysis of electromagnetically large and complex targets as like naval ships. In addition, a direct scattering center analysis function has been included, which gives relatively simple and intuitive way to discriminate problem areas in design stage when comparing with conventional image-based approaches. In this paper, the theoretical background and the organization of the SYSCOS system are presented. To verify its accuracy and to demonstrate its applicability, numerical analyses for a square plate, a sphere and a cylinder, a weapon system and a virtual naval ship have been carried out, of which results have been compared with analytic solutions and those obtained by the other existing software.

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

• 한국항공우주학회지
• /
• 제46권1호
• /
• pp.78-85
• /
• 2018

항공기의 레이더 반사 면적을 예측하기 위한 수치해석 방법으로 전파기법(Full-wave method) 또는 점근기법(Asymptotic method)이 주로 이용된다. 전파기법은 점근기법에 비하여 상대적으로 정확한 해석결과를 기대할 수 있으나, 점근기법은 수치적으로 효율성이 높아 레이더 반사 면적 해석 시에는 점근 기법이 보다 널리 활용되고 있다. 그러나 점근기법을 이용하여 레이더 반사 면적을 예측할 때 발생하는 오차는 쉽게 예상하기 어렵다. 본 논문에서는 쐐기-원통형 해석 모델을 구성하고, 가장자리 형상을 변화시키면서 모멘트법과 물리광학기법의 레이더 반사 면적 예측 결과를 비교하여 물리광학기법의 적용 한계를 분석한다. 마지막으로 레이더 반사 면적 예측 시 물리광학기법의 적용 한계에 대한 기준을 제시하고자 한다.