تحليل و شبيه سازي پراكندگي امواج الكترومغناطيسي از ساختارهاي هادي كامل چندگانه با استفاده از روش تفكيك حوزه بر اساس تئوري هم ارزي سطحي

دكتري

در اين رساله قصد داريم با بكارگيري تئوري هم ارزي سطحي به تحليل مساله پراكندگي چندگانه بين اجسام هادي با اشكال دلخواه با اعمال روش تفكيك حوزه بر معادلات انتگرالي بپردازيم. همان طور كه مي دانيم مساله پراكندگي چندگانه بين اجسام مختلف خود مي تواند بصورت يك مساله پراكندگي يكپارچه در نظر گرفته شود و مي توان گفت سرراست ترين روش براي تحليل چنين مساله اي به روش معادلات انتگرالي، همان روش ممان مرسوم مي باشد كه با گسسته سازي ساختار پراكنده گر معادلات انتگرالي حاكم بر مساله را به معادلات ماتريسي براي جريان هاي معادل بر روي پراكنده گر تقليل مي دهد. اما نشان داده شده است كه در مسائل پراكندگي چندگانه براي پراكنده گرهاي داراي ابعاد و پيچيدگي هاي هندسي مختلف، بكارگيري مستقيم روش ممان منجر به يك معادله ماتريسي بدرفتار خواهد شد و بنابراين سرراست ترين روش بهينه ترين روش نخواهد بود. اما روش تئوري هم ارزي سطحي براي تحليل چنين مساله پراكندگي مي تواند با هزينه افزايش پيچيدگي فرمول بندي مساله، اين مشكل را تا حد زيادي برطرف سازد. در اين روش هر يك از پراكنده گرها در داخل يك سطح معادل فرضي در نظر گرفته شده و واكنش هاي متقابل ميداني بين آنها با بكارگيري عملگرهاي پراكندگي و انتقال مناسب، با واكنش هاي ميداني متقابل بين سطوح معادل فرضي كه هر يك از آنها را در برگرفته است جايگزين مي شوند. اهميت اين روش بخصوص در مواردي است كه برخي از اجراي پراكنده گر ها داراي شكل هندسي پيچيده اي باشند كه نياز به مش بندي هاي بسيار ريز دارند. از آنجايي كه اين اجزاء اساساً در واكنش هاي متقابل ميدان نزديك شركت دارند ولي در فواصل ميدان دور از اهميت كمتري برخوردارند، براي رسيدن به يك خطاي تحليل معين، چگالي مش بندي در سطح معادل مي تواند بسيار كمتر از سطح پراكنده گر داخل آن باشد. در اين رساله مساله پراكندگي چندگانه از پراكنده گرهاي PEC مجزا در فضا مورد مطالعه قرار داده شده است. بدين منظور با فرض سطوح كروي محاط بر هر يك از پراكنده گر ها، ابتدا عملگر هاي پراكندگي مربوط به هر يك از حوزه ها تعيين شده و سپس براي در نظر گرفتن واكنش هاي ميداني متقابل بين اين سطوح معادل به جاي روش مرسوم استفاده از ماتريس هاي انتقال كه تشعشع توابع پايه مربوط به مش بندي هاي يك سطح معادل به سطوح معادل ديگر را بيان مي كنند، از روش تئوري جمع براي مدهاي كروي استفاده مي كنيم. نشان داده مي شود كه استفاده از تئوري جمع به جاي بكار گيري ماتريس هاي انتقال در روش هاي مرسوم تفكيك حوزه مبتني بر معادلات انتگرالي، داراي اين مزيت است كه از آنجايي كه تعداد مدهاي كروي مورد نياز براي بيان ميدان هاي پراكندگي بسيار كمتر از تعداد مش هاي روي سطوح معادل مي باشد، ابعاد ماتريس هاي انتقال كاهش مي يابد كه اين خود به كاهش بار محاسباتي مساله براي در نظر گرفتن اثر متقابل سطوح معادل بر يكديگر منجر خواهد شد.

194045

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات - ميدان

دكتر همايون عريضي