HFSS를 이용한 NASA almond monostatic RCS 해석 사례
이수영 | 2026년 03월 18일NASA almond의 monostatic RCS 해석 사례입니다.
다음과 같은 조건에서 해석을 수행합니다.
- 해석 방식: Monostatic RCS
- Hybrid region: IE
- 주파수: 1.19 GHz, 7 GHz, 9,92 GHz
- 편파 조건: Horizontal(HH), Vertical(VV)
동일한 형상에 대해 편파만 변경하여 두 가지 케이스를 비교 분석하였습니다.
<Mesh>
곡면 기반의 구조이기 때문에 메쉬 품질은 해석 정확도에 큰 영향을 미쳐 다음과 같은 Manual Mesh를 적용하였습니다.
- Surface Deviation
- 곡면을 삼각형 요소로 근사할 때의 오차를 제어
- 일반적으로 금속 구조에서는 λ/300 수준 권장
- Model Resolution
- 불필요하게 작은 구조까지 과도하게 메쉬되는 것을 방지
- 계산량 증가를 억제하는 역할
<Solver>
본 해석에서 사용한 NASA amlond 모델은 전기적으로 비교적 작은 구조이기 때문에 Hybrid Region - IE 방식을 사용하여 높은 정확도를 확보했습니다.
* 전기적으로 큰 구조의 해석이거나 빠른 계산이 필요한 경우에는 SBR+ 기반의 Hybrid 해석이 효율적입니다.
<Excitation>
Excitation은 plane wave로 설정하였으며 이는 구 좌표계를 기반으로 정의됩니다.
Sphectical Vector Setup 탭의 E0 Vector를 이용하여 편파를 설정합니다.
<Analysis Setup>
- Adaptive Frequency: 9.92GHz
- Maximum number of Passes : 2
- Discrete Sweep: 1.19GHz, 7 GHz, 9.92 GHz
<해석 결과>
입사파가 수평 편파, 수직 편파일 때의 RCS 결과를 주파수별로 비교할 수 있습니다.
아래 결과는 cut plane에서의 near field 분포(Near Poynting Vector)를 보여줍니다.
[수평 편파]
[수직 편파]
* field 분포를 보면 금속 내부에도 전기장이 존재하는 것으로 보입니다.
FEM 방식은 공기 영역을 field를 직접 계산하고 금속 내부는 field = 0으로 강제로 설정합니다.
반면 IE/SBR+ 방식은 field를 직접 계산하지 않고 금속 표면 전류를 기반으로 field를 유도하기 때문에 금속 내부에서 field가 있는 것처럼 표현됩니다. 이는 물리적 의미가 없고 실제로 존재하는 field가 아니니 유의하세요.
아래와 같이 구조 표면의 전류 밀도와 NearPoyntingTotal 값을 함께 overlay하면 전류 분포가 field에 주는 영향을 직관적으로 확인할 수 있습니다.
[xy plane의 NearPoyntingTotal 플롯]
[yz plane의 NearPoyntingTotal 플롯]