بررسی میزان کاهش بازتاب راداری رویه‌های درجه دوم و مقاطع مخروطی از جنس آلومینیوم در بازه فرکانسی باند ایکس: مطالعه‌ای بر اساس گذردهی و نفوذپذیری الکترومغناطیسی

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی هوافضا (سازه)، دانشکده تحصیلات تکمیلی، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران.

2 استادیار گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران.

10.22044/jsfm.2025.15682.3937

چکیده

روش شکل‌دهی مقطع به عنوان یک روش مؤثر و رایج برای کاهش سطح مقطع راداری اهداف در سیستم‌های دفاعی و جنگ الکترونیکی شناخته می‌شود. در این پژوهش، کاهش سطح مقطع راداری و افت سیگنال الکترومغناطیسی موج تابیده به سطح مقاطع مخروطی و رویه‌های درجه دوم از جنس آلومینیوم، به‌صورت عددی در نرم‌افزار کامسول بررسی می‌شود. این تحقیق با بیان طرح مسئله و معادلات بنیادین امواج الکترومغناطیسی بر اساس روابط ماکسول و معادلات جذب و گذردهی نیکلسون-راس-ویر در باند ایکس آغاز می‌شود.

ستاپ تست برای تعریف پارامترهای تابش و بازتاب بر روی سطح مقاطع مخروطی غیر اقلیدسی و درجه دوم، شامل اشکالی نظیر بیضی‌گون، استوانه، مخروط، هذلولوی یکپارچه و سهمی‌گون بیضوی طراحی می‌شود. شبیه‌سازی‌ها در محدوده باند ایکس (۸-۱۲ گیگاهرتز) و در شرایط جوی خاص با یک پورت ورودی و یک پورت خروجی انجام خواهد شد. نتایج شامل ماتریس پراکندگی و درایه اول آن (S11) است که رفتار بازتابی موج را تحت تأثیر جنس و شکل سازه نشان می‌دهد. به‌علاوه، نتایج حاکی از آن است که مقطع سهمی‌گون بیضوی بیش‌ترین افت انعکاس الکترومغناطیسی را، معادل -8.2 دسی‌بل، در بازه فرکانسی 10 گیگاهرتز ثبت کرده که معادل جذب بالای 80 تا 90 درصد موج تابشی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kim SH, Lee SY, Zhang Y, Park SJ, Gu J (2023) Carbon-Based Radar Absorbing Materials toward Stealth Technologies. Adv Sci 10:2303104
 
[2] Bruder J, Carlo J, Gurney J, Gorman J, Klaus B, Horn P (2003) Designations for Radar-Frequency Bands. IEEE Std 521-2002 (Revision of IEEE Std 521-1984) 8:1-10
 
[3] Kolanowska A, Janas D, Herman AP, Jedrysiak RG, Gizewski T, Boncel S (2021) Carbon nanotube materials for electrocardiography. RSC Adv
 
[4] Jiang W, Liu Y, Gong SX, et al (2009) Application of bionics in antenna radar cross section reduction. IEEE Antennas Wirel Propag Lett 8:1275-1278
 
[5] Dikmen CM, Çimen S, Çakır G (2014) Planar octagonal-shaped UWB antenna with reduced radar cross section. IEEE Trans Antennas Propag 62(6):2946-2953
 
[6] Kui Z, Shi Y (2024) Antenna array-based metasurface for multi-scenario wide-angle polarization-insensitive radar cross-section reduction. Opt Express 32:13014-13034
[7] Chen M, Wang L, Liu G, Ge C, Wang L, Liu T, Li D, Liang Q, Huang Y (2025) Achieving broadband RCS reduction on curved surfaces through gradient unit design and partition layout strategy. Thin-Walled Struct 208:112804
 
[8] Han Y, Chang Y, Che W (2022) Frequency-Selective Rasorbers: A View of Frequency-Selective Rasorbers and Their Application in Reducing the Radar Cross Sections of Antennas. IEEE Microw Mag 23(2):86-98
 
[9] McLaughlin R, Perhinschi M, Yancosek J, Boord W (2025) Integration of Missile Radar Cross Section Assessment Within a Simulation Environment. AIAA SCITECH 2025 Forum
 
[10] Abdulkhulil M, et al (2022) Multiwalled carbon nanotubes and zinc oxide using a high energy milling method for radar absorbent. Mater Res Express 9:025003
 
[11] Sevgi L, Rafiq Z, Majid I (2013) Radar cross section (RCS) measurements [Testing ourselves]. IEEE Antennas Propag Mag
 
[12] Jia ZR, Wang C, Feng AL, Shi PB, Zhang CH, Liu XH, Wang KK, Wu GL (2020) A low-dielectric decoration strategy to achieve absorption dominated electromagnetic shielding material. Compos Part B Eng 183
 
[13] Zhong X, He MK, Zhang CY, Guo YQ, Hu JW, Gu JW (2024) Heterostructured BN@Co-C@C endowing polyester composites excellent thermal conductivity and Micro wave absorption at C band. Adv Funct Mater 34(19)
 
[14] Li T, Li JZ, Xu ZK, Tian YR, Li JT, Du JN, Meng FB (2023) Electromagnetic response of multistage-helical nano-micro conducting polymer structures and their enhanced attenuation mechanism of multiscale-chiral synergistic effect. Small 19(21)
 
[15] Yang Y, Li J, Wang Z, Ju X, Duan H, Tang Y (2024) Structural design and performance regulation of green electromagnetic interference shielding conductive polymer composites: A review. Adv Nanocompos
 
[16] Ding W, Zhang W, Zhang M, Wang Q, Shao G, Zhou J (2025) Networked radar waveform design for detecting extended target in the presence of jamming. Phys Commun 68
 
[17] Knott EF, Shaeffer JF, Tuley MT (2004) Radar Cross Section. SciTech, Raleigh, NC, USA
 
[18] Zheng Q, Ma J, Wu Z, PourMohammadi P (2025) Dual-broadband high-isolation circularly polarized Low-RCS shared-aperture antenna array based on mushroom-type metasurface. Opt Commun 574
 
[19] Deng L, Han M (2007) Effects of Carbon Nanotube Dispersion Methods on the Radar Absorbing Properties of mwcnt/Fe crystal/Epoxy Nanocomposites. Appl Phys Lett 91:023119
 
[20] Bhattacharya P, Sahoo S, Das CK (2012) Microwave absorption behavior of CNTMW based nanocomposites in X band region. Materials Science Centre, Indian Institute of Technology
 
[21] Feng X, Liao G, Du J, Dong L, Jin K, Jian X (2008) Modeling of diamond field-effect transistors for RF IC development. Polym Eng Sci 48:1007
 
[22] Im HR, Kim W, Noh YH, Hong IP, Yook JG RCS Estimation of Singly Curved Dielectric Shell Structure with PMCHWT Method and Experimental Verification. Department of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University, Seoul 03722, Korea
 
 
[23] Zainud-Deen SH, Malhat HAE, Shabayek NA (2020) Reconfigurable RCS Reduction from Curved Structures Using Plasma Based FSS. Plasmonics 15:341-350
 
[24] Ruiz-Perez F, López-Estrada SM, Tolentino-Hernández RV, Caballero-Briones F (2022) Carbon-based radar absorbing materials: A critical review. J Sci Adv Mater Devices 7(3)
 
[25] Sahin S, Nahar N, Sertel K (2020) A Simplified Nicolson–Ross–Weir Method for Material Characterization Using Single-Port Measurements. IEEE Trans Terahertz Sci Technol