Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Calculation of Scattered Fields from the Circular Aperture on an Opaque Surface

Yıl 2021, Cilt: 26 Sayı: 2, 433 - 446, 31.08.2021
https://doi.org/10.17482/uumfd.883713

Öz

In this study, using the Boundary Diffraction Wave Theory approach, the calculation of scattered fields from the circular aperture on an opaque surface was analyzed. Initially, the symbolic expression of the vector potential introduced by Miyamoto and Wolf was used in the BDW Theory integral. This expression was applied to the problem and the non-uniform field expression found was made uniform with the help of the asymptotic association of the Fresnel function, using the Detour parameter. With the Uniform Theory of BDW Umul Y.Z.’s which examines this problem for similarly diffracted fields, the results are compared graphically and expanded for scattered fields. As a result, the uniform scattered fields are calculated and the expressions of the field obtained were interpreted by evaluating them with the graphs obtained numerically for different aperture radii and observation distances. Thus, the expressions of uniform scattered field from the circular aperture on an opaque surface was calculated for the first time with the BDW Theory approach.

Kaynakça

  • Altıngöz, C. and Yalçın, U. (2013) Calculation of the diffracted waves from the edge of an opaque cut cylinder by the boundary diffraction wave theory, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28(1), 85-90.
  • Baker, B. and Copson, E. (1949) The Mathematical Theory of Huygens’ Principle, Oxford at the Clarendon 444res. ISBN:9780828403290
  • Ganci, S. (1995) A general scalar solution for the half-plane problem, Journal of Modern Optics, 42(8), 1707-1711. doi:10.1080/09500349514551491
  • Ganci, S. (1996) Half-plane diffraction in a case of oblique incidence, Journal of Modern Optics, 43(12), 2543-2551. doi:10.1080/09500349608230680
  • Ganci, S. (1997) Boundary diffraction wave theory for rectilinear apertures, European Journal of Physic, 18, 229-236. doi:10.1088/0143-0807/18/3/018
  • Ganci, S. (2008) Diffracted wavefield by an arbitrary aperture from Maggi - Rubinowicz transformation: Fraunhofer approximation, Optics, 119(1), 41-45. doi:10.1016/j.ijleo.2006.06.007
  • Hecht, E. (1987) Definition of Fraunhofer diffraction and explanation of forms with reference to an opaque shield aperture, Journal of Modern Optics, 34(7), 396-397.
  • Keller, J. B. (1962) Geometrical optics theory of diffraction, Journal of the Optical Society of America, 52, 116-130.
  • Lee, S. W. and Deschamps, G. A. (1976) A uniform asymptotic theory of electromagnetic diffraction by a curved wedge, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 24, 25-34. doi:10.1109/tap.1976.1141283
  • Lee, S. W. (1977) Comparison of Uniform Asymptotic Theory and Ufimtsev’s Theory of Electromagnetic Edge Diffraction, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 25, 162-170. doi:10.1109/tap.1977.1141559
  • Lit J. W. Y. (1972) Boundary diffraction waves due to a general point source and their applications to aperture systems, Journal of Modern Optics, 19(12), 1007-1014. doi:10.1080/713818522
  • Liu P. ve Lü B. (2005) Diffraction of spherical waves at an annular aperture in the use of the boundary diffraction wave theory: A comparison of different diffraction integral approaches, Optics, 116, 449-453. doi:10.1016/j.ijleo.2005.01.037
  • Maggi, G. A. (1888) Sulla propagazione libera e perturbata delle onde luminose in un mezzo izotropo, Annali di Matematica Pura ed Applicata, 16, 21-48. doi:10.1007/BF02420290
  • Miyamoto K. and Wolf E. (1962) Generalization of the Maggi-Rubinowicz theory of the boundary diffraction wave: Part I, Journal of the Optical Society of America, 52(6), 615-625. doi:10.1364/JOSA.52.000615
  • Miyamoto K. and Wolf E. (1962) Generalization of the Maggi-Rubinowicz theory of the boundary diffraction wave: Part II, Journal of the Optical Society of America, 52(6), 626-636. doi:10.1364/JOSA.52.000626
  • Otis G. (1974) Application of the boundary diffraction wave theory to Gaussian beams, Journal of the Optical Society of America, 64(11),1545-1550. doi:10.1364/JOSA.64.001545
  • Rubinowicz, A. (1917) Die beugung swelle in der Kirchoffschen theorie der beugungsercheinungen, Annalen der Physik, 4(12), 257-278. doi:10.1002/andp.19173581202
  • Tang L. and others (2005) Analysis of near-field diffraction pattern of a metallic probe tip with the boundary diffraction wave method, Chinese Physics Letters, 22(9), 2443-2446.
  • Umul, Y. Z. (2008) Uniform line integral representation of edge-diffracted fields, Journal of the Optical Society of America, 25, 133-137. doi:10.1364/JOSAA.25.000133
  • Umul, Y. Z. and Yalçın, U. (2008) Effect of impedance boundary conditions on the potential function of the boundary diffraction wave theory, Optics Communications, 281, 23-27. doi:10.1016/j.optcom.2007.09.010
  • Umul, Y. Z. (2009) Uniform theory of the boundary diffraction wave, Optics & Laser Technology, 41, 285-288. doi:10.1016/j.optlastec.2008.06.007
  • Yalçın, U. (2009) Uniform scattered fields of the extended theory of the boundary diffraction wave for PEC surfaces, Progress in Electromagnetics Research M, 7, 29-39. doi:10.2528/PIERM09031201
  • Yalçın, U. (2010) Gauss ışınlarının saçılmasının sınır kırınım dalgası teorisi ile incelenmesi, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 15(2), 1-7.
  • Yalçın, U. (2019) Sınır kırınım dalgası teorisi ile yarım düzlemden bessel ışınlarının kırınımı, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 24(1), 331-341. doi:10.17482/uumfd.330411
  • Young, T. (1802) On the theory of light and colours, Philosophical Transactions Royal Society, 92, 12-48. doi:10.1098/rstl.1802.0004

OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI

Yıl 2021, Cilt: 26 Sayı: 2, 433 - 446, 31.08.2021
https://doi.org/10.17482/uumfd.883713

Öz

Bu çalışmada, Sınır Kırınım Dalgası Teorisi (SKDT) yaklaşımı kullanılarak opak bir yüzey üzerindeki dairesel açıklıktan saçılan alanların hesabı incelenmiştir. İlk olarak, Miyamoto ve Wolf tarafından ortaya konulan vektör potansiyelinin sembolik ifadesi, SKD Teorisi integralinde kullanılmıştır. Bu ifade probleme uygulanmış, bulunan düzgün olmayan (non-uniform) alan ifadesi Detour parametresi kullanılarak, Fresnel fonksiyonunun asimptotik ilişkilendirmesi yardımıyla düzgün (uniform) hale getirilmiştir. Bu problemi, benzer şekilde kırınan alanlar için inceleyen Umul Y.Z.’nin, SKD'nin Uniform Teorisi ile sonuçlar grafiksel olarak karşılaştırılmış ve saçılan alanlar için genişletilmiştir. Sonuç olarak, saçılan düzgün (uniform) alanlar hesap edilmiş, elde edilen alan ifadeleri, farklı açıklık yarıçapları ve gözlem mesafeleri için grafikler ile değerlendirilerek yorumlanmıştır. Böylece, opak bir yüzey üzerindeki dairesel açıklıktan saçılan düzgün (uniform) alanlar SKD Teorisi yaklaşımı ile ilk kez hesaplanmıştır.

Kaynakça

  • Altıngöz, C. and Yalçın, U. (2013) Calculation of the diffracted waves from the edge of an opaque cut cylinder by the boundary diffraction wave theory, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28(1), 85-90.
  • Baker, B. and Copson, E. (1949) The Mathematical Theory of Huygens’ Principle, Oxford at the Clarendon 444res. ISBN:9780828403290
  • Ganci, S. (1995) A general scalar solution for the half-plane problem, Journal of Modern Optics, 42(8), 1707-1711. doi:10.1080/09500349514551491
  • Ganci, S. (1996) Half-plane diffraction in a case of oblique incidence, Journal of Modern Optics, 43(12), 2543-2551. doi:10.1080/09500349608230680
  • Ganci, S. (1997) Boundary diffraction wave theory for rectilinear apertures, European Journal of Physic, 18, 229-236. doi:10.1088/0143-0807/18/3/018
  • Ganci, S. (2008) Diffracted wavefield by an arbitrary aperture from Maggi - Rubinowicz transformation: Fraunhofer approximation, Optics, 119(1), 41-45. doi:10.1016/j.ijleo.2006.06.007
  • Hecht, E. (1987) Definition of Fraunhofer diffraction and explanation of forms with reference to an opaque shield aperture, Journal of Modern Optics, 34(7), 396-397.
  • Keller, J. B. (1962) Geometrical optics theory of diffraction, Journal of the Optical Society of America, 52, 116-130.
  • Lee, S. W. and Deschamps, G. A. (1976) A uniform asymptotic theory of electromagnetic diffraction by a curved wedge, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 24, 25-34. doi:10.1109/tap.1976.1141283
  • Lee, S. W. (1977) Comparison of Uniform Asymptotic Theory and Ufimtsev’s Theory of Electromagnetic Edge Diffraction, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 25, 162-170. doi:10.1109/tap.1977.1141559
  • Lit J. W. Y. (1972) Boundary diffraction waves due to a general point source and their applications to aperture systems, Journal of Modern Optics, 19(12), 1007-1014. doi:10.1080/713818522
  • Liu P. ve Lü B. (2005) Diffraction of spherical waves at an annular aperture in the use of the boundary diffraction wave theory: A comparison of different diffraction integral approaches, Optics, 116, 449-453. doi:10.1016/j.ijleo.2005.01.037
  • Maggi, G. A. (1888) Sulla propagazione libera e perturbata delle onde luminose in un mezzo izotropo, Annali di Matematica Pura ed Applicata, 16, 21-48. doi:10.1007/BF02420290
  • Miyamoto K. and Wolf E. (1962) Generalization of the Maggi-Rubinowicz theory of the boundary diffraction wave: Part I, Journal of the Optical Society of America, 52(6), 615-625. doi:10.1364/JOSA.52.000615
  • Miyamoto K. and Wolf E. (1962) Generalization of the Maggi-Rubinowicz theory of the boundary diffraction wave: Part II, Journal of the Optical Society of America, 52(6), 626-636. doi:10.1364/JOSA.52.000626
  • Otis G. (1974) Application of the boundary diffraction wave theory to Gaussian beams, Journal of the Optical Society of America, 64(11),1545-1550. doi:10.1364/JOSA.64.001545
  • Rubinowicz, A. (1917) Die beugung swelle in der Kirchoffschen theorie der beugungsercheinungen, Annalen der Physik, 4(12), 257-278. doi:10.1002/andp.19173581202
  • Tang L. and others (2005) Analysis of near-field diffraction pattern of a metallic probe tip with the boundary diffraction wave method, Chinese Physics Letters, 22(9), 2443-2446.
  • Umul, Y. Z. (2008) Uniform line integral representation of edge-diffracted fields, Journal of the Optical Society of America, 25, 133-137. doi:10.1364/JOSAA.25.000133
  • Umul, Y. Z. and Yalçın, U. (2008) Effect of impedance boundary conditions on the potential function of the boundary diffraction wave theory, Optics Communications, 281, 23-27. doi:10.1016/j.optcom.2007.09.010
  • Umul, Y. Z. (2009) Uniform theory of the boundary diffraction wave, Optics & Laser Technology, 41, 285-288. doi:10.1016/j.optlastec.2008.06.007
  • Yalçın, U. (2009) Uniform scattered fields of the extended theory of the boundary diffraction wave for PEC surfaces, Progress in Electromagnetics Research M, 7, 29-39. doi:10.2528/PIERM09031201
  • Yalçın, U. (2010) Gauss ışınlarının saçılmasının sınır kırınım dalgası teorisi ile incelenmesi, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 15(2), 1-7.
  • Yalçın, U. (2019) Sınır kırınım dalgası teorisi ile yarım düzlemden bessel ışınlarının kırınımı, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 24(1), 331-341. doi:10.17482/uumfd.330411
  • Young, T. (1802) On the theory of light and colours, Philosophical Transactions Royal Society, 92, 12-48. doi:10.1098/rstl.1802.0004
Toplam 25 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Elektrik Mühendisliği
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Mustafa Altınel 0000-0002-7099-8190

Uğur Yalçın 0000-0002-4160-9774

Yayımlanma Tarihi 31 Ağustos 2021
Gönderilme Tarihi 20 Şubat 2021
Kabul Tarihi 6 Temmuz 2021
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021 Cilt: 26 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA Altınel, M., & Yalçın, U. (2021). OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 26(2), 433-446. https://doi.org/10.17482/uumfd.883713
AMA Altınel M, Yalçın U. OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI. UUJFE. Ağustos 2021;26(2):433-446. doi:10.17482/uumfd.883713
Chicago Altınel, Mustafa, ve Uğur Yalçın. “OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26, sy. 2 (Ağustos 2021): 433-46. https://doi.org/10.17482/uumfd.883713.
EndNote Altınel M, Yalçın U (01 Ağustos 2021) OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26 2 433–446.
IEEE M. Altınel ve U. Yalçın, “OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI”, UUJFE, c. 26, sy. 2, ss. 433–446, 2021, doi: 10.17482/uumfd.883713.
ISNAD Altınel, Mustafa - Yalçın, Uğur. “OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26/2 (Ağustos 2021), 433-446. https://doi.org/10.17482/uumfd.883713.
JAMA Altınel M, Yalçın U. OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI. UUJFE. 2021;26:433–446.
MLA Altınel, Mustafa ve Uğur Yalçın. “OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 26, sy. 2, 2021, ss. 433-46, doi:10.17482/uumfd.883713.
Vancouver Altınel M, Yalçın U. OPAK BİR YÜZEY ÜZERİNDEKİ DAİRESEL AÇIKLIKTAN SAÇILAN ALANLARIN HESABI. UUJFE. 2021;26(2):433-46.

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr