Дистанционное нелинейное зондирование объектов электромагнитными волнами при наличии границ раздела сред

• Автор: Васенков, Алексей Андреевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава I. Экспериментальная установка и методика исследований
1.1 Задачи экспериментальных исследований
1.2 Объекты измерений и их модели
1.3 Измеряемые величины и их основные характеристики
1.4 Стенд, измерительная установка
1.5 Методика измерений и ее особенности
1.5.1 Особенности измерений
1.5.2 Методика измерений
Глава II. Электромагнитное поле, рассеянное нелинейными антеннами, расположенными вблизи границ раздела сред
2.1 О влиянии некоторых факторов на распространение электромагнитных волн при нелинейном зондировании вблизи поверхности земли
2.2 Электромагнитное поле, рассеянное вибратором с нелинейной нагрузкой, расположенным вблизи границы раздела сред
2.3 Экспериментальное исследование рассеяния электромагнитных волн вибратором с нелинейной нагрузкой вблизи границы раздела сред
2.4 Экспериментальное исследование рассеяния электромагнитных волн нелинейными антеннами расположенными вблизи водной поверхности
Глава III. Рассеяние электромагнитных волн на системах простейших нелинейных рассеивателях, расположенных в свободном пространстве
3.1 Рассеяние электромагнитных волн на системе из параллельных вибраторов, содержащих нелинейную нагрузку
3.2 Рассеяние электромагнитных волн на системе из двух вибраторов, один из которых содержит нелинейную нагрузку
3.3 Рассеяние электромагнитных волн системой нелинейных вибраторов типа “волновой канал”
3.4 Исследование нелинейного рассеивателя электромагнитных волн с
регулируемой плоскостью поляризации рассеянного поля
Глава IV. О некоторых практических приложениях эффектов нелинейного рассеяния электромагнитных волн
4.1 Дистанционное обнаружении биологических объектов на основе нелинейного рассеяния электромагнитных волн
4.2 Дистанционное распознавании объектов на основе рассеяния электромагнитных волн решеткой нелинейных антенн
4.3 Метод определения координат нелинейных рассеивателей электромагнитных волн
4.4 Параметры зондирующего сигнала при поиске субгармонических рассеивателей электромагнитных волн
4.5 Измерение распределения электромагнитного поля и регистрации его слабых локальных возмущений
Заключение
Литература

Введение
Эффекты рассеяния электромагнитных волн (ЭМВ) на объектах с нелинейными включениями (приводящими к тому, что рассеянное поле содержит спектральные компоненты, отсутствующие в падающем поле) привлекли внимание исследователей, поскольку их использование позволяет с помощью современных радиотехнических средств решать ряд прикладных задач, не решаемых традиционными методами. Основной причиной возникновения этих эффектов при рассеянии радиоволн металлическими конструкциями является наличие у последних различных механических соединений: сварных швов, контактов различных металлов, заклепок в местах соединения и крепления антенн и т. д. За счет процессов окисления на контактирующих поверхностях происходит образование тонких, порядка десятка ангстрем, диэлектрических пленок, обладающих нелинейными свойствами. Указанные явления также могут наблюдаться при падении ЭМВ на объекты, содержащие нелинейные элементы в виде транзисторов, диодов, магнитопроводов. Есть основания полагать, что эти же эффекты мотуг иметь место при рассеянии ЭМВ на природных образованиях, в частности, некоторых металлосодержащих рудах. Заметим, что спектральное изменение рассеянного сигнала может служить как причиной помех при радиоприеме, так и иметь полезное применение: дистанционное обнаружение и распознавание объектов в условиях сильных фоновых отражений, выявление скрытых дефектов в промышленных изделиях, поиск терпящих бедствие людей, оснащенных заранее специальными пассивными нелинейными рассеивателями, и т.д.
Впервые эффект нелинейного рассеяния электромагнитных волн объектами был обнаружен в 40-х годах прошлого столетия [1] при использовании мощных передатчиков и приёмников на ограниченном пространстве, например, палубе корабля. Было отмечено, что при попадании в электромагнитное поле передатчиков, металлических конструкций, представляющих собой сочленяющиеся части, такие как лестницы, предохранительные перила, антенные растяжки, цепи заграждения и тому подобные структуры в спектре рассеянного сигнала (РС) появляются

2.1 О влиянии некоторых факторов на распространение электромагнитных волн при нелинейном зондировании вблизи поверхности земли
Вопросы влияния на уровень принимаемого сигнала Рс расстояния Я между зондирующей установкой и нелинейным рассеивателем освещались в ряде работ. Наиболее удобна для понимания и расчета эта зависимость для свободного пространства. В [9] показано, что в общем случае структура ее имеет вид:
где А - постоянная, Г — некоторая функция от излучаемой мощности Рзс зондирующего сигнала. При этом было установлено, что показатель а в зависимости от вольтамперной характеристики НР, характеризующей его преобразовательные способности, может изменяться в довольно широком диапазоне.
В некоторых работах, например в [5] оценивалось влияние на прием нелинейного продукта различных факторов, в том числе и подстилающей поверхности. Из этих исследований следует, что а=7-14. В значительной мере к таким выводам о значении а приводят следующие предположения:
1) имеет место слабое взаимодействие НР и зондирующего сигнала (вольтамперная характеристика нелинейного элемента, входящего в НР, аппроксимируется лишь первыми членами ее разложения в степенной ряд),
2) в качестве принимаемого нелинейного продукта выступает третья гармоника,
3) подстилающая поверхность является идеально гладким диэлектриком,
4) зондирование НР ведется при углах падения электромагнитных волн на границу раздела сред близких к (РХ^-