Boş uzaydaki homojen olmayan insansı bünyeye sahip dielektrik cisimden elektromanyetik saçılma - Demir, Emirhan; Zor, Ömer; Bursa Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı; Lisansüstü Eğitim Enstitüsü (Bursa, 2023)
Günümüzde elektromanyetik saçılma problemleri savunma sanayii, tıp ve daha birçok alanda geniş yer bulmaktadır. Saçılma problemlerini temel alan genel mühendislik konuları kullanılmak üzere olan alanlardaki ihtiyaçlara göre geliştirilmiştir. Bu konuların çözümleri analitik ve sayısal yöntemler kullanılarak elde edilmektedir. Pratik problemlerin tam çözümü analitik yöntemler ile çoğu zaman elde edilememektedir. Bu yüzden bilgisayarların varlığının oluşturduğu kolaylık ile sayısal yöntemler değer kazanmıştır. Bu tez çalışmasında, düzlemsel dalgalar ile aydınlatılan boş uzayda yer alan bir homojen dielektrik cisimden saçılan elektrik alan değerlerinin hesaplanması amaçlanmıştır. Ancak uygulanılan yöntem kolaylıkla homojen olmayan cisimlerden saçılma problemlerine genişletilebilir. Maxwell denklemlerinden Lorentz koşulu altında dyadik Green fonksiyonları yardımıyla elektrik alan integral denklemi (EAİD) elde edilmiştir. Elde edilen elektrik alan integral denkleminde gözlem noktası kaynak noktası ile aynı olduğu durumda üçüncü derece tekillikler (hesaplanması zor noktalar) söz konusudur. Bu çalışmada Green fonksiyonlarından kaynaklanan tekilliklerin çözümü asal değer integralleri kullanılarak yapılmıştır. Asal değer integrali tanımının temel; kaynak noktasının bulunduğu alanın çok küçük hacim olarak ifade edilmesi ve integral sınırlarının bu hacme göre ifade edilmesi ile başlar. Çok küçük hacmin integral sınırları ile çözümlenmesi sonucunda asal değer integralinin çözümüne ulaşılır. Bu çözüm sonucunda ilgili hacmin ortaya çıkarttığı katkı ile oluşan yapının çözümü moment yöntemi (MoM) ile elde edilmiştir. Moment yöntemi ile ayrıklaştırılmış problem sayısal olarak çözüme uygun hale gelmiştir. Modellenen problem bir denklem sistemi oluşturur. Bu denklem sistemi MATLABTM ile kodlanarak çözülmüştür. Bu sayede insan hatalarından kaçınılmış ve sonuca en yaklaşık değerler elde edilmiştir. Çözüm için fiziksel problem küplere modellenmiş ve her küpün içindeki elektrik alanın sabit olduğu kabul edilmiştir. Saçıcı cisim olarak iki model oluşturulmuştur. Bu modeller insansı bir bünyeye benzetilmek üzere seçilmiş geometrik yapılardan ibarettir. İlk örnekte silindir bir blok üzerine yarıçapı silindirden daha küçük olacak şekilde küre, ikinci örnekte ise dikdörtgenler prizmasının üzerine teğet olacak şekilde ve prizmanın kısa kenarına eşit çapa sahip bir küre model olarak seçilmiştir. Her iki modelinde eşit cisim eksen boylarına sahip iken 100,300,500,700 MHz frekanslarda dalga iletilmiştir. İletilen bu dalgaların dielektrik cisimler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bir diğer uygulamada ise farklı cisim eksen boylarında sahip (35,44,50, 55 ve 100 santimetre) ve aynı dielektrik sabitinde modeller oluşturulmuştur. Bu modellerde ise aynı frekans değerlerine sahip dalgalar iletilmiştir. Bu uygulamada ise örneklenen dielektrik cismin farklı hacim/eksen boyu değerlerine sahip iken oluşacak elektrik alan değerleri arasındaki ilişki gözlemlenmiştir. Son olarak yapılan uygulamada ise aynı geometriye sahip ancak farklı dielektrik sabitine sahip cisimlere aynı frekans değerlerindeki dalgalar iletilmiş ancak farklı dielektrik sabiti değerleri uygulanmıştır. Bu son uygulamada ise dielektrik sabiti ve elektrik alan arasındaki oran gözlemlenmiştir. Elde edilen bu sonuçlar neticesinde; elektrik alan-frekans, elektrik alan-dielektrik cisim hacmi ve elektrik alan-dielektrik sabiti arasındaki ilişki incelenmiştir.
Tez (Yüksek Lisans) -Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü,2023
Kaynakça : 36-37 sayfa
Keywords: Elektromanyetik saçılma; Moment metodu