Konformal yama antenin radar kesit alanının azaltılması

Abstract

Bu çalışma, silindirik bir nesne üzerinde kullanılan konformal yama anteninin radar kesitini azaltmak için manto pelerin tasarımını sunmaktadır. Elektronik savaş teknolojisinin oldukça ilerlediği bu dönemde görünmezlik uygulamaları vazgeçilmez unsurlardan biri olmaktadır. Radar kesit alanı (RKA) azaltımı, İkinci Dünya Savaşından itibaren askeri alanda görünmezliği ve düşman radarından korunmayı sağlamak için çok önemli bir konu haline gelmiştir. Bu konuyla ilgili güncel çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Nesnelerin sahip olduğu saçılmayla birlikte nesnelerin üzerindeki antenler, radar kesit alanlarına büyük ölçüde katkıda bulunur. Bu nedenle nesnelerin üzerindeki antenlerin RKA azaltımı da oldukça etkili bir yöntemdir. Bu çalışmada kullanılan konformal yama anten, esnekliği sayesinde nesnelere kolayca entegre edilebilir bir yapıdadır. Askeri alanda kullanılan uçak, füze, gemi gibi nesnelerin eğimli yüzeylerine kolaylıkla yerleştirilebilir. Bu nesneler üzerindeki antenler radar kesit alanına oldukça katkıda bulunduğu için antenin radar kesit alanını azaltmak, toplamdaki radar görünmezliği için oldukça etkili olacaktır. Burada ele alınan yöntemle beraber RKA azaltımını sağlamak için gerekli yüzey empedansı Lorenz Mie saçılma teorisine göre hesaplandı. Savaş teçhizatının ve savaş uçaklarının görünürlüğünün azaltılması askeri alanda önemli bir konu haline geldiği için görünürlüğün engellenmesi amacıyla literatürde elektromanyetik gizleme olarak bilinen, nesnelerin etrafındaki elektromanyetik saçılımın azaltılması prensibine dayanan konuya olan ilgi artmıştır. Bu nedenle bu ekipmanların görünürlüğünü engellemek amacıyla anten yamasının şekillendirilmesi, pasif engelleme veya aktif engelleme, anten düzleminde yarıklar gibi kesme yöntemleri, radar soğurucu malzeme (Radar Absorbing Materials, RAM) kullanımı, frekans seçici yüzey (Frequency Selective Surface, FSS) kullanımı ve manto pelerini kullanımı görülmektedir. Bu çalışmada konformal yama antenin radar kesit alanını azaltmak için manto pelerin tekniği kullanılmıştır. Bu teknik pasif engelleme tekniğinin altında kabul edilir. Gelen dalgaların farklı yönlere saçılmasıyla radar kesit alanınında azaltma meydana getirilir. Manto pelerini tekniğinin, daha geniş bir bant genişliği sağlayan ve uygulanması ve üretilmesi kolay olan düşük profil ve ultra ince meta yüzey gibi birçok avantajı vardır. Bu çalışmada silindirik bir yapı üzerinde yama antenin silindirik nesnesinin şeklini alarak konformal bir yama anten yapısı oluşturulmuştur. Bu konformal yama anteninin oluşturduğu elektromanyetik saçılımı bir manto pelerini kullanarak, radar kesit alanında bir azalma elde edilmiştir. Aynı zamanda antenin ışıma özellikleri kullanılan teknikle birlikte değişmemiştir. Manto pelerinli ve manto pelerinsiz anten için RKA hesaplamaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda 9,3 GHz ile 11,6 GHz frekansları arasında antenin radar kesit alanında azalma elde edilmiştir. Literatürdeki çalışmalara ek olarak farklı bir manto pelerin geometrisi kullanılmış ve 10,3 GHz frekansında 14 dB mutlak radar kesit azaltımı elde edilmiştir. Manto pelerinli ve manto pelerinsiz antenlerin yayılma özellikleri karşılaştırıldığında manto pelerin yapısının antenin empedans bant genişliği, kazancı ve modeli üzerinde ihmal edilebilir bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir.