Ray-Tracing mit physikalischer Optik und MEC

Im Gegensatz zu Methoden, die auf dem GO/UTD-Ansatzbasiert, beinhaltet PO eine vollständige Oberflächenintegration über facettierte Strukturen. Dies erfordert ein dichteres Raytracing und ist rechenintensiver als geometrische Optik und UTD; die zusätzlichen Berechnungen können jedoch bei Berechnungen, die eine Analyse der Streuung von facettierten Strukturen erfordern, die sehr detailliert sind, wie z. B. die Berechnung der Radarrückstreuung von einem fein facettierten Modell eines Fahrzeugs, Flugzeugs oder Marineschiffs oder von Reflexionen von anderen hochauflösenden Oberflächen, eine wesentlich höhere Genauigkeit bieten. Herkömmliche Ansätze gehen oft von Fernfeldannahmen aus und werden auf Probleme wie die Berechnung der Fernfeld-RCS angewandt. In der Radaranalysesoftware WaveFarer® von Remcom wurde die Technik jedoch speziell für die Berücksichtigung von Nahfeldeffekten erweitert, so dass die Methode auch für Anwendungen im Nahbereich, wie z. B. Fahrzeugradar oder Innenraummessungen, eingesetzt werden kann.

In PO besteht ein streuendes Objekt aus einer Reihe von Facetten, die eine geschlossene Oberfläche bilden. Die Strahlenverfolgung wird verwendet, um Pfade zu jeder Facette auf dieser geschlossenen Oberfläche zu finden, wobei es auf dem Weg dorthin möglicherweise zu Mehrwege-Interaktionen mit anderen Oberflächen kommen kann. Es kann kombiniert werden mit GO/UTD-Methoden kombiniert werden, um die Auswirkungen von Mehrwege-Interaktionen mit anderen Strukturen in der Umgebung in die Berechnung der elektromagnetischen Felder, die auf jede Facette der Oberfläche einfallen, einzubeziehen. Die Oberflächenintegration erfordert sehr dichte Pfade, die Remcoms Lösungen durch die Ausrichtung auf Facetten und die Einbeziehung von Erweiterungen auf Mehrwegstrahlen, die die Geometrie eines Ziels schneiden, erreichen. Abbildung 1 zeigt ein Beispiel der 50.000 besten Pfade für ein Kfz-Radarszenario. Sobald die Pfade gefunden sind, werden die Empfangsspannungen für jeden Pfad zu jeder Facette mithilfe einer verallgemeinerten Green'schen Funktion berechnet. Die gesamte Empfangsspannung an einer Antenne wird dann aus der Summe der Beiträge aller Kombinationen von Pfaden und den Facetten, mit denen sie interagieren, berechnet.