البصمة الكهرومغناطيسية |
|---|
توجد الكهرومغناطيسية في كل مكان، من الصناعات إلى حياتنا اليومية. الحقول الكهرومغناطيسية القادمة من مصادر مختلفة مثل هوائيات البث والأجهزة اللاسلكية موجودة في كل مكان حولنا. بشكل عام، نطاق التحليل الكهرومغناطيسي هائل لأن أي جهاز يستهلك أو ينتج الكهرباء يستخدم الطاقة الكهرومغناطيسية.
على الرغم من أن المجالات الكهرومغناطيسية موجودة في كل مكان، إلا أننا لا نستطيع رؤيتها. لا يمكننا في كثير من الأحيان إجراء تجارب لاختبار موثوقية تشغيلها، إما لأسباب تتعلق بالسلامة أو لأنها مكلفة. ولذلك، أصبحت المحاكاة الكهرومغناطيسية تحليلاً حاسماً في المراحل الأولى من تطوير الأجهزة والمعدات.
يعتبر مجال محاكاة الكهرومغناطيسية من المجالات المهمة على المستوى العسكري والمدني!
تحتاج جميع أنظمة الاتصالات إلى هوائيات لتوفير وصلة اتصال مستقرة. وتتألف الهوائيات الأكثر تطوراً، مثل المصفوفات المرحلية من العديد من العناصر المشعة المجمعة بإحكام معاً. يمكن أن تساعد المحاكاة في عملية تصميم المصفوفات والمحاذاة الهندسية للمكونات المختلفة لتحليل الأداء المركب لنظام الهوائي على منصة أكثر تعقيداً.
فمع تزايد حجم الأجهزة المدمجة أكثر من أي وقت مضى، يبقى هناك تحدٍ للاستمرار في تقديم منتجات عالية الجودة.
تسمح عمليات المحاكاة الكهرومغناطيسية برؤية ما يحدث أثناء تشغيل الجهاز، بدءًا من كيفية انتشار الموجات في البيئة إلى مستوى اللوحة داخل الجهاز، مما يساعد على تحسين تصميم المنتج وضمان جودة المنتج.
تقليل البصمة المغناطيسية
يمكن اكتشاف الغواصات والسفن من قبل أنظمة دفاع العدو بسبب بصمتها المغناطيسية. ولذلك، فإن التحليل العددي للبصمة المغناطيسية له أهمية كبيرة في تصميم الغواصات والسفن وتشغيلها.
فعندما تتحرك الغواصة تحت سطح الماء أو على سطح الماء، فإنها تسبب اضطراباً محلياً يمكن اكتشافه في المجال المغناطيسي للأرض. هذا الاضطراب، الذي يشار إليه باسم البصمة المغناطيسية، يجعل الغواصة عرضة لأنظمة دفاع العدو. في حرب الغواصات، يستخدم الخصوم أجهزة استشعار مغناطيسية ومعدات معالجة إشارات متطورة بشكل متزايد لاكتشاف هذه البصمات وتعقبها.
فعلى سبيل المثال تمتلك روسيا نظام Komor
وهو نظام الكشف الكهرومغناطيسي حيث يكشف الأهداف تحت سطح البحر بواسطة مجالاتها الكهرومغناطيسية
ومن أجل منع الكشف، يستخدم المهندسون تقنيات إزالة المغناطيسية؛ أي طرق طمس بصمة الغواصة إلى مستويات آمنة. تتضمن إحدى هذه التقنيات سحب الكابلات التي تحمل تيارات قوية على طول الغواصة بين الحين والآخر، مما يعطي الهيكل انحيازًا مغناطيسيًا طفيفًا.
وتستخدم تقنيات أخرى لفائف مدمجة في تصميم الغواصة، مما يولد مجالًا مغناطيسيًا معاكسًا بالقوة والاتجاه المناسبين للتعويض عن الاضطراب المغناطيسي. ومن أجل استخدام هذه الأساليب بفعالية، يجب أن يكون المرء قادرًا على تحليل البصمة المغناطيسية بناءً على تصميم الغواصة وخصائصها المغناطيسية.
وهذا ما جعل الغواصات السوفيتية المصنوعة من بدن التيتانيوم ذات بصمة مغناطيسية منخفضة بسبب مقاومته للتآكل وغياب المجال المغناطيسي
وهنا على بدن السفينة
النمذجة الكهرومغناطيسية
هي عملية نمذجة تفاعل المجالات الكهرومغناطيسية مع الأشياء المادية والبيئة.
يتم عادةً استخدام برامج الحاسوب لحساب الحلول التقريبية لمعادلات ماكسويل لحساب أداء الهوائي والتوافق الكهرومغناطيسي والمقطع العرضي للرادار وانتشار الموجات الكهرومغناطيسية عندما لا تكون في الفضاء الحر. وتعد البرامج الحاسوبية لنمذجة الهوائي حقلا فرعيا كبيرا، والتي تحسب مخطط الإشعاع والخصائص الكهربائية لهوائيات الراديو، وتستخدم على نطاق واسع لتصميم الهوائيات لتطبيقات محددة.
هنا بعض التطبيقات العسكرية
بصمة رادارات السفينة
بصمة الصواريخ
البرامج الأجنبية هي المستخدمة على نطاق واسع ومن أشهرها برنامج Ansys HFSS وبرنامج SPEAG SEMCAD وبرنامج CST Studio
في روسيا بدأ السعي لتطوير برامج روسية بديلة وذلك مع بداية الأزمة الروسية الأوكرانية في عام 2022
حيث ظهر للنور في عام 2022 وتم تطويره من قبل جامعة سيفاستوبول الوطنية التقنية
وفي عام 2023 أعلن معهد عموم روسيا للفيزياء التجريبية عن تطوير برنامج للكهرومغناطيسية تحت مسمى LOGOS EMI
وهنا تظهر تجربة استخدام البرنامج LOGOS EMI على نموذج المقاتلة الروسية
تجميع وترجمة بتصرف
Makeyev |
|---|
