Alçak irtifa radar sistemleri için yayılma yolu üzerindeki engellerin modellenmesi
Modelling of obstacles over the propagation path for low altitude radar systems
Yazar: ERKAN AFACAN
Danışman: PROF. DR. ERDEM YAZGAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1996
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Radar = Radar

Özet:
Radyo dalgalarının yayılma yolu üzerindeki engeller asimptotik yüksek frekans yöntemleri kullanılarak modellenmiştir. Modellemelerde toprak düzlemlerinin ve engel yüzeylerinin elektriksel özellikleri göz önüne alınmıştır. Yayılma yolu kama ya da elips gibi tekli engellerle ve de kama-kama, elips-elips, kama-elips, elips-kama gibi ardışık çoklu engellerle modellenmiştir. Empedans özelliği taşıyan ya da mükemmel iletken olan kama biçimli engeller ve engebeli toprak düzlemleri birlikte ele alınmıştır. Eliptik silindirler yayılma yolu üzerindeki engellerin modellenmesinde kullanılarak toprak düzlemlerinden ve eliptik silindirlerin yan yüzeylerinden olan yansımaların etkisi hesaba katılmıştır. Farklı engel konfigürasyonlarının radarın hedef sezme yüksekliği üzerindeki etkisi incelenerek alçak irtifa radar sistemlerinin parametrelerinin belirlenmesine yönelik bir yazılım geliştirilmiştir. Geliştirilen modellerin gerçek saçılma problemlerine kolaylıkla uygulanabileceği gösterilmiştir. Çoklu ve tekli bıçak kenarlı engel modelleri gözden geçirilmiş ve bu modellerin sınırlılıkları ve hangi durumlarda kullanılabileceği araştırılmıştır. Yayılma yolunun mükemmel iletken engellerle modellenebildiği durumlarda kutuplanmaya bağlı olarak elde edilen farklı sonuçların kutuplanma çeşitliliği (polarization diversity) sistemlerinde kullanılabileceği gösterilmiştir. Fock saçılma işlevlerinin Chebyshev polinomları kullanılarak etkin bir biçimde hesaplanması için yöntem önerilmiş ve hesaplama için gereken katsayılar verilmiştir. C++ programlama dilinde, nesneye yönelik programlama tekniği kullanılarak bir vektör sınıfı tanımlanmış ve vektörel işlemlerin bilgisayarda daha kolay ifade edilmeleri sağlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Radar, Alçak irtifa radar yayılması, Uniform Geometrik Kırınım Kuramı, Hedef Tesbiti, Gezgin İletişim.

Abstract:
Obstacles over the propagation paths of radio waves are modeled by using high frequency asymptotic techniques. In these models electrical properties of ground planes and obstacle surfaces are taken into account. Propagation paths are modeled by using single obstacles such as wedge and ellipse and cascaded obstacles such as wedge-wedge, ellipse-ellipse, wedge-ellipse, ellipse-wedge. Perfectly conducting and impedance wedges are considered with rough ground planes. Elliptical cylinders are used to model obstacles over the propagation path and the effects of reflections from ground planes and elliptical surfaces are taken into account. The effect of various obstacle configurations on the detection height of a radar is investigated and a computer code is developed to determine the parameters of a low altitude radar system. It is shown that the developed models can be easily applied to real world problems. Single and multiple knife edge models are reviewed and the limitations of these models are investigated. Whenever it is possible to model propagation paths by using perfectly conducting obstacles different results are obtained for two different polarizations. It is shown that this difference can be used in polarization diversity systems. A method is proposed for the efficient calculation of Fock scattering functions and necessary coefficients are given. An easy method is developed to code vector operations by defining a vector class in C++ programming language by using Object Oriented Techniques.Keywords: Radar, Low altitude radar propagation, Uniform Geometrical Theory of Diffraction (UTD),Target detection, Mobile Propagation.