İnce tel yapılardan oluşan frekans seçici yüzeylerden ve düz iletken yüzeylerden saçılma analizi
Scattering analysis of frequency selective surfaces composed of thin wires and flat conductive surfaces
Yazar: SENA ESEN BAYER KESKİN
Danışman: PROF. DR. AHMET ARİF ERGİN
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışması Frekans Seçici Yüzeylerden (FSY) saçılma analizi ve geniş yüzeylerden saçılma analizi olmak üzere iki ana ve farklı kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda tel ızgara biçimindeki FSY?lerden saçılan alanın hesaplanması amacıyla, Floquet?s teoremi uyarınca bir FSY hücresinden komşu FSY hücresine akım geçişini tanımlayan baz fonksiyonu önerilmiştir. Önerilen baz fonksiyonu ince tellerden oluşan FSY?lerin tel ızgara yapılarında olduğu gibi periyodik hücreleri arasında bağlantı içerdiği durumda da Periyodik Moment Metodunun kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Bilgisayar kodu ile elde edilen yansıma/geçirgenlik katsayıları, ölçüm ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında sonuçların tutarlı olduğu gözlenmiştir. İkinci kısımda ise elektriksel olarak büyük ve kompleks cisimlerin Radar Kesit Alanı (RKA) değeri ışıma takibi yapılarak hesaplanmıştır. Standart ışın takibi yönteminde hedef nesne üzerine gönderilmesi gereken ışın miktarının frekansın karesi ile orantılı olarak artmasının oluşturduğu kısıtlayıcı faktörleri ortadan kaldırmak amacıyla Fizik Optik integrallerinin literatürde var olan bir yöntem ile zaman uzayında hesaplanarak hedef nesne üzerine gönderilen ışınların üçgensel ışın tüpü olarak gönderilmesi önerilmiştir. Yazılan bilgisayar kodunun doğrulanması düz bir plakadan oluşan normal yüzey saçılma problemi ile yapılmıştır. Gölgelenen yüzey saçılmalarının olduğu durumda oluşan RKA sonuçları analitik olarak hesaplanan değerler ile karşılaştırılmış ve sonuçların tutarlı olduğu gözlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Frekans Seçici Yüzey (FSY); Periyodik Moment Metodu (PMM); Işıma Takibi Yöntemi (ITY); Radar Kesit Alanı (RKA).

Abstract:
This thesis consist of two main and different parts: scattering analysis of Frequency Selective Surfaces (FSSs), and scattering analysis of extensive surfaces. In the first section, for the purpose of scattering analysis of FSSs in the form of rectangular wire mesh, a basis function that considers the flow of a current from one cell to the next has been proposed in the light of Floquet?s theorem. The proposed basis function enables the use of periodic method of moments in FSSs composed of thin-wires in which the system has a connection with neighboring cells such as thin-wire grids. Validity of the proposed solution approach is tested in two distinct cases (with and without neighbor connection) for scattered fields. It is found that the reflectivity/transmittivity coefficients obtained by the numerical analyses conducted with the proposed approach are in good agreement with the experimental data. In the second section, calculation of Radar Cross Section (RCS) of the electrically large and complex objects is made by using radiation tracing method. In the standard ray tracing method, the amount of the rays sent to the target object increases in proportion to the square of the frequency. In order to eliminate this restrictive factor, it is suggested to launch the triangular ray tubes on the target object instead of rays with circular cross section area and calculate Physical Optics integrals in the time domain which can found in the literature. Verification of the computer code is made by the normal surface scattering from a flat plate. In the case of shadowed surface scattering, the RCS results are compared with the analytically calculated results for the same structure and it is found that the results are in good aggrement.
Keywords: Frequency Selective Surfaces (FSS); Periodic Method of Moments (PMM); Radiation Tracing Method (RTM); Radar Cross Section (RCS).