Radar soğurucu kumaş tasarımı ve elektromanyetik karakterizasyonu
Radar absorbnet fabri̇c desing and electromagnetic characreization
Yazar: YILMAZ ÇİĞDEM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET HİLMİ NİŞANCI
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Radar emiciler, üretim sistemleri ve teknolojilerindeki gelişmelere bağlı olarak günümüzde başta elektromanyetik girişim (Electromagnetic Interference, EMI), elektromanyetik uyumluluk (Electromagnetic Compatibility, EMC), radar kesit alanınının (Radar cross section, RCS) azaltılması, gizlilik teknolojisi vb. birçok sivil ve askeri uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Radar emiciler gelen dalganın elektrik ve/veya manyetik alanlarını ısıya dönüştürerek yansıyan elektromanyetik enerjiyi bastırmak için özel olarak tasarlanmış metamalzemelerdir. Tez çalışmasında merkez çalışma frekans değerinde band durduran filtre karakteristiğine sahip neopren kumaş üzerine konumlandırılmış dairesel şekilli iletken yama dizisi içeren radar soğurucu kumaş tasarımı yapılmıştır. Çalışma kapsamında ilk olarak elektromanyetik dalganın farklı geliş açılarına ve polarizasyonlarına karşılık radar soğurucu kumaşın elektriksel performansı incelenmiş ve normal elektromanyetik dalga uyarımı için soğurucu kumaşın çalışma frekans değerindeki iki boyutlu (2D) yüzey akım dağılımı analiz edilmiştir. Çalışma kapsamında ayrıca tasarım parametre değerlerinin çalışma frekansı üzerindeki etkilerinin irdelenmesi amacıyla parametre analizleri yapılmıştır. Elektriksel testlere başlamadan önce son olarak tasarımları yapılan radar soğurucu kumaşın dışbükey şekilli kavisli yapılar üzerindeki elektriksel performansı incelenmiştir. Nümerik analiz sonuçlarının doğruluklarının gösterilmesi için tez çalışmasına radar soğurucu kumaşın prototip üretiminin yapılması ile devam edilmiştir. Prototip üretimi tamamlanan soğurucu kumaşın frekansa bağlı yansıma parametre değerleri serbest uzay ölçüm düzeneği kullanılarak ölçülmüş ve elde edilen ölçüm sonuçlarının nümerik analiz sonuçlarını doğruladıkları görülmüştür.

Anahtar kelimeler: Radar emici kumaş, Metamalzemeler, Frekans seçici yüzeyler

Abstract:
Due to the developments in production systems and related technologies regarding Radar Absorbers, they are widely used in many civil and military applications; such as electromagnetic interference (Electromagnetic Interference, EMI), electromagnetic compatibility (EMC), reduction of radar cross-section areas, (RCS), and privacy technology, etc. Radar absorbers are metamaterials specially designed to suppress the reflected electromagnetic energy by converting the electric and / or magnetic fields of the incoming wave into heat. In this study, a radar absorbing fabric with a circular shaped conductive patch array positioned on a neoprene fabric with a band-stopping filter characteristic at the central operating frequency was designed.Within the scope of the study, firstly, the electrical performance of the radar absorbent fabric was examined against the different angles and polarizations of the electromagnetic wave, and the two-dimensional (2D) surface current distribution in the operating frequency of the absorber fabric for normal electromagnetic wave stimulation was analysed. In addition, parameter analyses were also carried out in order to investigate the effects of design parameter values on operating frequency.Before starting the electrical tests, at the final stage, the electrical performance of the designed radar absorber fabric on the convex shaped curved structures was examined. In order to demonstrate the accuracy of the results of the numerical analysis, the study continued with the prototype production of the radar absorbent fabric. The frequency-dependent reflection parameter values of the absorbent fabric, whose prototype production was completed, were measured using a free space measurement mechanism and it was observed that the obtained measurement results confirmed the numerical analysis results.

Keywords: Radar absorber fabric, Metamaterials,Frequency selective surfaces.