본 논문에서는 랜덤적 성질을 갖는 2차 표변으로부터 산란되는 전자파를 $4\times4$ Mueller 행렬 요소를 이용하여 특성화 한다. 이러한 요소 계산에는 Full wave solution이 사용되는데 이해를 이용한 계산 결과는 1차 표변에 대하여 실험 결과 및 모멘트 법을 이용한 결과와 잘 일치하는 것으로 이미 발표된 바 있다. Mueller 행렬 요소는 Like-Pol과 Cross-Pol RCS에 대한 정보를 포함할 뿐 아니라 입사파와 산란파의 수직, 수평 펀파 위상차에 대한 정보도 포함하고 있기 때문에 목표물로부터 산란되는 전자파를 완전하게 특성화 한다. 이 논문의 계산 결과들은 능동 원격탐사나 RCS 분야에 유용하리라 생각한다.
물체 내부구조 및 매질 정수의 분포를 측정하기 위한 비파괴 기술은 지하자원의 탐사, 지하 케이블 및 매설관의 식별, 의료 분야의 영상진단 등에서 폭넓게 적용될 수 있다. 본 연구에서는 임의의 산란체에 대한 2차원 전자파 산란문제를 다루고, 근방계에 설치된 몇 개의 센서에서 측정된 정보를 이용하여 입사파를 근사적으로 추정하였다.
본 논문에서는 공간 영역 및 파수 영역의 모멘트 방법을 이용한 역산란 방법을 산란체의 중심에서 일정한 거리의 원주상에서 측정한 산란 전자파를 푸리에 급소로 전개한 각스펙트럼 영역의 역산란 방법으로 확장 적용하여 미지의 산란체에 대한 유전율 분포를 재구성해 보였다. 수치계산에 의해 각스펙츠럼 영역의 역산란 방법이 기존의 공간 영역의 역산란 방법에 비해 잡음의 영향에 대해 유리한 방법임을 보였다.
본 논문에서는 방사 적분방정식의 해를 구하기 위하여 파수영역 웨이블릿 변환개념에 기반을 둔 윈도우 그린함수를 사용하여 파수영역에서 고속으로 산란필드를 계산하는 방법을 제안하였다. 그린함수에 적용된 파수영역 웨이블릿 변환은 공간영역에서 동일한 Q를 갖는 윈도우를 사용하여 필터링함으로써 등가적으로 구현하였다. 고유함수를 이용하여 관찰점을 중심으로 전개된 그린함수를 푸리에 변환한 후 파수영역에서 방사 적분을 계산함으로써 계산효율을 얻을 수 있음을 확인하였다. 관찰영역에서만 정확한 값을 갖는 고유함수로 전개된 그린함수는 그린함수에 윈도우 함수를 씌운 형태로 방사 적분방정식의 파수영역 표현에 적용하면 기존의 고속멀티폴법과 동일한 산란필드 공식을 얻을 수 있다.
FMM(Fast Multipole Method)은 계산시간이나 메모리 측면에서 장점으로 인해, 수치해석기법으로써는 비교적 대형 구조물의 RCS 계산도 가능하며, 현재 연구가 활발히 진행되고 있는 기법중의 하나이다. 하지만, 폭이 좁은 타원형 형태의 산란체에 대한 해석에서 절점들을 그룹화하는 과정에서 정확도가 문제되었다. 따라서, 본 논문에서는 언급한 구조에 대한 RCS를 계산할 때 발생하는 문제점과 이를 해결하기 위한 방법을 제안한다. 해석은 2차원 도체의 TM 및 TM 편파에 대한 산란특성을 계산하였다.
접지된 유전체슬랩 위에 주기적으로 스트립이 놓여있는 격자구조에 대한 전자파 산란현상을 반사격자(reflection grating) 관점과 누설파안테나(leaky wave antenna) 관점에서 조사하였다. 수치해석 결과로 입사파의 편파에 무관한 Bragg blazing 현실과 동시에 Bragg 및 off-Bragg blazing 현상이 확인되는 경우를 조사하였으며 그 특성(복소전파상수, 복사패턴, 산란특성)에 대하여 논의하였다.
손실 반공간 묻혀 원동형 산란체와 주면 매질의 특성을 반복 기법 최적화 역산란을 적용하여 구했다. 산란파는 경계요소법을 이용하여 계산하였으며 산란체의 크기, 위치 내부매질의 비유전율, 도전율, 주변 매질의 비유전율, 도전율 등의 파라미터는 측정 산란파로부터 유전 알고리즘과 Levenberg-Marquardt 알고리즘의 혼합 알고리즘을 이요하여 역으로 계산하였다. 산란타의 측정오차에 의한 illposedness는 파수 영역에서 자수함수적으로 감쇠하는 감쇠모드를 제거하여 안정하시켰다.
전자파 산란해석 방법으로서 유한요소법, 경계요소법 및 모멘트법 등은 임의 구조를 한 산란체의 산란현상을 다룰 수 있다. 그러나 이러한 해석방법들은 정상 파동문제를 다루는데 편중되어 있어 시간영역에서의 비정상 파동문제를 해석하기 위해서는 여러 가지 제약이 따른다. 본 논문에서는 본질적으로 시간영역 해석방법인 TLM(Transmission Line Matrix)법을 이용하여 프레넬 렌즈의 산란특성을 해석하고 키르호프의 근사식과 PO(Physical Optics)법과 비교 검토하여 그 유효성을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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