Методы универсальной теории дифракции (Uniform Theory of

Методы универсальной теории дифракции
(Uniform Theory of Diffraction, UTD)
Применение технологии
Равномерная теория дифракции (Uniform Theory of Diffraction, UTD) сформулирована для описания
взаимодействия электромагнитного излучения с очень большими структурами и объектами. Равномерная
теория дифракции является, как и физическая оптика, асимптотическим численным методом для области
высоких частот. Пользователи обычно начинают моделирование с метода моментов, но если
оказывается, что моделируемая задача очень велика для доступных вычислительных ресурсов (память,
время), они обращаются к методу MLFMM, затем к методу физической оптики и, наконец, к равномерной
теории дифракции.
Рис. 1 – В расчете точный метод моментов использован для источника и метод равномерной
теории дифракции – к большой многоугольной плоскости.
Описание гибридного метода равномерной теории дифракции и метода моментов
Для достижения требуемой точности при моделировании программа FEKO 7.0 объединяет точный метод
моментов и метод геометрической теории дифракции путем установления двунаправленной связи между
ними в процессе вычислений, т.е. путем модификации матрицы взаимодействия. В качестве примера
можно привести расчет изменения входного импеданса диполя, рассчитываемого методом моментов,
вблизи большой структуры, учитываемой на основе равномерной теории дифракции. В процессе
вычислений методом равномерной теории дифракции частота не влияет на затраты памяти, если точки
отражения от поверхностей и дифракция на краях и углах не вызывают необходимости использовать
сеточную структуру. Данный метод позволяет учитывать многократные отражения, дифракцию на краях и
углах, двойную дифракцию и ползущие (головные) волны. Возможность анализа распространения волн в
лучевом приближении заложена в пакете POSTFEKO как в постпроцессоре. В настоящее время численные
методы равномерной теории дифракции позволяют применять их только для плоских полигональных
областей с минимальным отношением длины кромки к длине волны либо к уединенным цилиндрам.
Таким образом, равномерная теория дифракции хорошо подходит для моделирования кораблей на
частотах радаров, но не очень подходит для анализа сложных объектов с плавными границами,
например, автомобилей.
Типовое применение метода равномерной дифракции
Типовой задачей для метода равномерной дифракции является анализ связи между высокочастотными
передатчиками с учетом корабельной инфраструктуры. Лучевое представление поля в равномерной
теории дифракции позволяет определить, в каких направлениях существует наибольшая связь, что
позволяет разработчикам переместить тот или иной радиопередатчик на место с меньшей
интерференцией либо подавить главные направления интерференции при помощи радиопоглощающих
покрытий.
Рис. 2 – Применение равномерной теории дифракции для анализа связи между
высокочастотными передатчиками с учетом корабельной инфраструктуры
Рис. 3 – Анализ диаграммы направленности корабельного радара