Validation of IPO: S-duct cavity

Författare:

  • Erik Zdansky
  • Jonas Rahm
  • Anders Örbom
  • Magnus Gustavsson
  • Magnus Herberthson

Publiceringsdatum: 2011-03-24

Rapportnummer: FOI-R--3178--SE

Sidor: 46

Skriven på: Engelska

Nyckelord:

  • IPO
  • iterativ fysikalisk optik
  • benchmark
  • radar
  • X-band
  • Lilla Gåra

Sammanfattning

Beräkningar av radarmålyta (RCS) har gjorts med iterativ fysikalisk optik (IPO) på en medelstor S-kanalskavitet i syfte att testa metoden. Referensdata har erhållits genom radarmätningar mot en modellkavitet. Den allmänna överensstämmelsen mellan de två datauppsättningarna och därur erhållna avståndsprofiler och ISAR-bilder är god. Metoden reproducerar spridningsbidrag vars skenbara avstånd visar att de måste uppstå genom komplexa spridningsprocesser. Med använda körparametrar (relaxationspara-meter arel=0,6 och fasettstorlek mindre än en halv våglängd) verkar metoden konvergera stabilt i det aktuella fallet. Målareabidrag från dolda fasetter tycks släckas ut relativt fort, men resultat som motsvarar komplexa spridningsvägar kräver många iterationer. Avståndsprofiler och ISAR-bilder (invers syntetisk aperturradar) visar en del brusliknande bidrag som inte har sin motsvarighet för mätdata. Intensiteten är dock relativt låg. En preliminär gissning är att det rör sig om "kancelleringsbrum". Arbete för förbättring av IPO-koden och annan mjukvara innefattar bättre möjligheter att spara delresultat, ökad snabbhet, bättre lagring av körparametrar och mjukvara för CAD- och resultatprocessning. Flera av ändringarna gjordes för att möta omedelbara behov och kan kräva ytterligare arbete. En särskild fördel med IPO är möjligheten att göra beräkningar för problem som skulle vara alltför stora att angripa med t.ex. momentmetoden (MoM). MoM kan visserligen i allmänhet förväntas ge bättre resultat, men t.ex. för den här studerade kaviteten skulle åtgången på minne och tid bli orimligt stor. De resultat som erhållits med IPO är inte lätta att uppnå och de är också uppmuntrande goda. IPO kan också tänkas ge fördelar vid andra elektromagnetiska beräkningar av annat än radarmålarea. Vid IPO-beräkningar begränsas inte den högsta frekvensen eller största objektstorleken (ytan) av metoden i sig utan av beräkningstiden, och i denna implementering även av tillgängligt minne. Utvecklingen inom hård- och mjukvarusektorn inklusive möjlig användning av effektiv, kompilerad, kod skriven i t.ex. Fortran eller C, kan väsentligt öka beräkningshastigheten och tillåta en stor ökning av antalet modellfasetter. Olyckligtvis växer tidåtgången och i vissa fall även minnesåtgången med fjärde potensen på frekvensen vid konstant objektstorlek. Om man kunde finna metoder som medger en väsentlig ökning av fasettstorleken skulle objektet kunna få öka i storlek ungefär lika mycket vilket skulle vara ett värdefullt framsteg. En möjlighet till detta diskuteras kort men mer arbete krävs för att utröna om det är en framkomlig väg. En annan möjlighet att bearbeta större problem vore att hybridisera IPO med andra metoder.