Ucak Anetnler Silindir Model Kullanımı ve Çekimi
Sivil ya da askeri uçaklar için, havada kalınan süre boyunca yer istasyonlarıyla iletişim bir zorunluluktur. Hava-yer iletişimi olarak da adlandırılan bu iletişim için uçak üzerinde birçok anten sistemi mevcuttur. Bu anten sistemleri frekansları, uçak gövdesi üzerinde bulundukları konumları ve anten tipleriyle farklı amaçlar için tasarlanmışlardır. Uçak üzerindeki hava-yer iletişimi amacıyla kullanılan antenler, gerek çok uzun mesafeler ve gerekse iniş yaklaşması
sırasında oldukça önemli görevler üstlenirler. Bu yüzden tasarım ve kullanım açısından maksimum verim amacını taşırlar.

Resim 1.İniş-yaklaşması ve hava-yer iletişimi

Özellikle iniş-yaklaşması olarak da bilinen uçağın, ineceği pist üzerine gelmesi ve alçalmasından itibaren, yer istasyonu ve uçak arasında iletişim trafiği artmaktadır. Önceki bölümde detayları verilen silindir gövdesi üzerine gelen elektromanyetik dalganın davranışı, hava-yer iletişiminin veriminin arttırılması açısından birçok fayda sağlayabilir. Uçak gövdesi kabaca bir silindir olarak düşünüldüğünde, bu modelleme daha da gerçeklik kazanmaktadır. Daha önceki bölümde, 2 no’ lu alan olarak adlandırdığımız, silindir yüzeyindeki kırınım nedeniyle oluşan alanın, silindir yüzeyine gelen dalganın tersi yönünde maksimum genliğe ulaştığı görülmektedir. Uçak üzerindeki alıcı antenin maksimum verimle çalışması uçağın hangi noktasına yerleştirilmesi gerektiği oldukça önemlidir.

Resim 2. Silindir Biçimli Gövde Modeli Üzerindeki Anten Konumu

Gövde üzerine yerleştirilen alıcı anten, hava-yer iletişimi sırasında, önceki bölümde kutupsal koordinatlarda çizilen elektrik alan şiddeti gözönüne alındığında, gövde yarıçapına ve uçağın yer istasyonuna uzaklığına bağlı olarak değişkenlik gösterecektir. Bu değişim önceki bölümde a yarıçapı ve r uzaklığına bağlı değişi olarak incelenmiştir. Benzer Resimde uçağın yer istasyonuna yapacağı yayın için de kırınıma bağlı olarak antenin uçak üzerindeki konumu büyük önem taşımaktadır. Resim 1. Hava-Yer İletişiminde Ortaya Çıkan Bazı Problemler Aynı enerjili ve frekanslı iki dalga aynı anda uçakta bulunan alıcıya ulaşırsa, alınan sinyalin gücünde zaman içinde dalgalanmalar oluşur. Bunun nedeni, aynı anda bir dalganın  maksimum noktası ve diğerinin minimum noktasının alıcıya gelmesi durumunda birbirlerini sönümlendirmeleridir. Örnek olarak, uçağa doğrudan ulaşan yer dalgası ile iyonosferden yansıyarak daha uzun yol alan gök
dalgasının aynı anda alınması “fading” sönümlenme olayına sebep olur. Bu nedenle, uçak üzerine yerleştirilen iletişim amaçlı antenin, uçak gövdesinin
üzerinde yer alması durumunda, anten tarafından alınan gök dalgalarının sinyal gücü arttığından, alıcı da ki kayıplar da artacaktır. Ayrıca yer dalgalarının daha önceki bölümlerde anlatılan biçimde kırınıma uğrayarak, uçak gövdesi üzerinde yol alarak, antene ulaşması nedeniyle de kayıplar oluşacaktır. Antenin uçağın altına yerleştirilmesi, bu gibi sorunları engelleyecektir.Uçak antenleri tasarlanırken, kırınım teorisi de kullanılarak anten örüntüsünün detaylı Resimde çıkarılması bu sebeple büyük önem taşımaktadır. Çeşitli frekanslar için yapılan ölçümler ve hesaplamalar, antenin hangi frekansta,kırınımdan ne Resimde etkileneceğini ortaya koyacaktır. Aşağıdaki Resimlerde nümerik yöntemler kullanarak hesaplama yapan, serbest olarak akademik çalışmalar için kullanılabilen SuperNEC programıyla, daha önce anlatılan yöntemler birleştirilerek, boyutları belli oranda küçültülmüş bir uçak gövdesi modeli için anten örüntüleri görülmekte

Resim  3. Uçak gövdesinin modellenmesi (anten kanat önünde)

Resim  3.’ te, uçak gövdesinin silindir ve düzlem yapılar kullanılarak SuperNEC yardımıyla çizilmiş modelinin önden görünüşü yer almaktadır. Gövde ve kanat birleşim yerinin ön tarafına yerleştirilen bu anten için ışınım örüntüsü çizilirse, aşağıdaki Resimer elde edilmektedir

Resim  4. Uçak gövdesi (önden görünüş) ve anten ışınım örüntüsü

Resim  4. uçak gövdesi üzerine yerleştirilen antenin 1 GHz frekansındaki örüntüsünü göstermektedir. Anten, uçak gövdesi ile kanatların birleşim
noktasından daha ön kısıma yerleştirilmiştir. Resim    aynı anten örüntüsünün yandan görünüşü görülmektedir.

Resim 5.  Uçak gövdesi (yandan görünüş) ve anten ışınım örüntüsü

Resim  6. Uçak gövdesinin modellenmesi (anten kanat üstünde)

Resim  7. Kanat üzerine yerleştirilen anten ve 3 boyutlu ışınım örüntüsü

yansıtıcı gibi davranması ve gövde üzerinde ilerleyen yüzey dalgalarının tekrar kanatlardan yansıması sonucu gövde üzerinde daha büyük bir genliğe sahip olmaktadır. Uçağın burun kısmına doğru gidildikçe, örüntünün gücünün azaldığı gözlenmektedir. Bunun nedeni, oluşan yüzey dalgalarının, yüzey üzerinde ilerledikçe enerjilerinin azalması ve yeniden ışıma yaptıklarında daha az güce sahip olmalarıdır. Frekans arttığında uçak gövdesinin boyutları dalga boyuna göre oldukça  büyüyeceğinden, kırınım etkisi azalacaktır. Ayrıca anten örüntüsü incelendiğinde, frekansa göre antenin daha verimli kullanılacağı konum da anlaşılmaktadır.Örüntünün maksimum uzaklığa ulaştığı noktayı düşünerek, uçak gövdesinin altına ya da üstüne, kanatlar da oluşan kırınımın örüntü açısından bozucu etkisini minimumda tutmak amacıyla kanat önüne ya da arkasına mı konumlandırılacağı örüntünün hesaplanmasıyla netlik  kazanmaktadır.Ayrıca direkt dalgaların algılanması uçağın irtifasına göre de değişiklik göstermektedir. Özellikle iniş yaklaşmalarında yer-hava iletişimi, uçağın yere daha yakın olması nedeniyle, uçağın lehinedir. Yüksek irtifa gök dalgalarının gücünün daha fazla olması nedeniyle sönümlenme ve kırınım açısından yukarıda belirtilen durumların oluşmasına neden olabilir.