İTÜDERGİSİ/d, Cilt 9, Sayı 1 (2010)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

İletken cisimlerin şekillerinin belirlenmesi için analitik devama dayalı yeni bir yöntem

Mehmet ÇAYÖREN, İbrahim AKDUMAN

Özet


Bu çalışmada yanına erişilemeyen mükemmel elektrik ileten cisimlerin şekillerinin elektromagnetik dalgalar kullanılarak uzaktan belirlenebilmesi için yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Ele alınan ters saçılma probleminde yanına erişilemeyen cisim elektromagnetik dalgalarla aydınlatılır ve cismin bu gelen dalgalarla etkileşimi sonucu ortaya çıkan saçılan dalga uzak alan bölgesinde ölçülür. Çalışmadaki esas amaç bu gürültülü ölçüm bilgisini kullanarak cismin şeklinin belirlenmesidir. Bu problem teorik açıdan baştan kararlı bir çözümün varlığının ve tekliğinin öngörülemeyeceği doğrusal olmayan kötü kurulmuş bir problemdir.  Bu çalışmada sunulan yöntem ele alınan problemin kötü kurulmuş ve doğrusal olmayan kısımlarının ayrı ayrı ele alındığı bir analitik devam yöntemidir. Öncelikli olarak uzak alan verisi cismi çevreleyen minimum yarıçaplı bir daire üzerinde tanımlanan bir tek-katman potansiyel yoğunluğu yardımıyla ifade edilir. Ardından elde edilen integral denklem kesilmiş ayrık değer ayrıştırma yöntemi kullanılarak, regülerize edilmiş bir biçimde çözülüp, minimum daire üzerindeki bilinmeyen tek-katman potansiyel yoğunluğu belirlenir. Bu potansiyel yoğunluğu yardımıyla minimum daireden biraz daha geniş bir daire üzerinde hesaplanan saçılan alanın Taylor serisi açılımıyla, saçılan alan cismin yüzeyine kadar analitik olarak devam ettirilir. Cismin üzerinde toplam elektrik alanın sıfıra gitmesi biçiminde tanımlanan sınır koşulu yardımıyla, cismin şeklinin belirlenmesi problemi doğrusal olmayan bir denklemin köklerinin bulunmasına indirgenir. Bu polinom biçimindeki denklem Gauss-Newton algoritması kullanılarak yinelemeli bir biçimde çözülür. Sayısal sonuçlarla gösterilmiştir ki yöntem hem konveks hem de konkav tarafları olan yıldız-biçimli yüzeyler için başarılı sonuçlar vermektedir.

 

Anahtar Kelimeler: Elektromagnetik ters saçılma problemleri, şekil belirleme, analitik devam yöntemleri.


Tam Metin: PDF