[État de l'art sur les méthodes de calcul pour la prédiction des surfaces équivalentes radar et des interactions antennes–structures]
Dans cet article une synthèse sur les méthodes de calcul pour la prédiction des Surfaces Equivalentes Radar (SER) et des interactions antennes–structures est présentée. Dans une première partie les techniques de calcul des SER sont considérées. Une liste de solveurs en régime harmonique et stationnaire est donnée avec leurs performances en place mémoire et temps de calcul. Les méthodes d'éléments finis de frontière, de différences finies en régime temporel, d'éléments finis volumiques ainsi que les techniques d'hybridation et de factorisation sont passées en revue. En particulier, les performances exceptionnelles de la méthode des multipôles rapides comparées à celles de la méthode classique des moments sont mises en évidence. Nous avons aussi mentionné les travaux de recherche récents sur les techniques numériques conduits en France. Les méthodes asymptotiques sont surtout traitées dans la seconde partie de cet article consacrée à l'interaction antennes–structures. Après une courte description de l'évolution historique des outils de calcul fondés sur la Théorie Géométrique de la Diffraction, les avantages et inconvénients des différentes méthodes de représentation de la géométrie et de recherche des rayons sont discutés. Puis une liste des problèmes non résolus et les axes de recherche futurs sur les méthodes asymptotiques sont présentés ainsi qu'un exemple de code de calcul fondé sur la Théorie Uniforme de la Diffraction. Dans la conclusion quelques nouveaux sujets de recherche tels que les éléments finis d'ordre supérieur définis sur des surfaces décrites par des B-Splines et les macro-fonctions de base contenant une information sur la phase ou dérivées de solutions analytiques ou asymptotiques sont brièvement introduits.
In this paper, a review is presented on computational methods for the prediction of Radar Cross-Sections (RCS) and antenna–platform interactions. In a first part the techniques for RCS computations are considered. A list of frequency and time domain solvers for the Maxwell's equations are given with their performances in memory requirements and run-time. Boundary Elements Methods, Finite Difference Time Domain Methods, Finite Elements—Finite Volume Methods, Hybridization and Factorization Techniques, are reviewed. The exceptional performances of the Fast Multipole Method compared to those of the classical Moment Method are especially highlighted. We have also made mention of some recent research work on numerical techniques conducted in France. Asymptotic methods are mainly discussed in the second part of this article devoted to antenna–platform interactions. After a brief description of the historical evolution of Geometrical Theory of Diffraction tools for antenna analysis and design, the advantages and drawbacks of different techniques for generating the geometry and searching the rays are discussed. Then a list of unsolved problems and lines of future research on asymptotic techniques are presented together with an example of a computer code founded on the Uniform Theory of Diffraction. In the conclusion some new research topics such as higher order finite elements defined on surfaces represented by B-Splines and macro-basis functions containing information on the phase or derived from analytical or asymptotic solutions are briefly introduced.
Mot clés : Surface Equivalente Radar, Interaction antenne–structure, Méthodes numériques, Méthodes asymptotiques, Théorie Uniforme de la Diffraction
Frédéric Molinet 1 ; Hervé Stève 2 ; Jean-Pierre Adam 3
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Frédéric Molinet; Hervé Stève; Jean-Pierre Adam. State of the art in computational methods for the prediction of radar cross-sections and antenna–platform interactions. Comptes Rendus. Physique, Volume 6 (2005) no. 6, pp. 626-639. doi : 10.1016/j.crhy.2005.06.013. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2005.06.013/
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