Невзаимное обратное рассеяние электромагнитных волн

Обзор методов исследования, экспериментальная техника обнаружения, обработка результатов измерений

Представлен обзор современных устройств, антенн и отражателей с невзаимными свойствами, методы моделирования и экспериментального исследования поляризационных характеристик частично невзаимных сред, а также пространственно- модулируемых элементов метасред. Дано описание установок для измерения частично невзаимных матриц рассеяния электромагнитных волн. Рассмотрены конструкции устройств для проведения экспериментальных исследований невзаимности, в том числе имеющих нелинейные свойства. Для широкого круга специалистов в области радиофизики, проектирования систем радиолокации, устройств СВЧ для проведения экспериментальных исследований при создании RFID, метасред, а также установок, предназначенных для измерения матриц обратного рассеяния.

Кафедра конструирования узлов и деталей радиоэлектронной аппаратуры

Библиографическая запись:

Невзаимное обратное рассеяние электромагнитных волн: Обзор методов исследования, экспериментальная техника обнаружения, обработка результатов измерений: Учебное-методическое пособие [Электронный ресурс] / А. Г. Лощилов [и др.]. — Томск: ТУСУР: . — с. — Режим доступа: https://edu.tusur.ru/publications/10032
Год издания: 2021
Количество страниц: 157
Скачиваний: 8
ISBN:   978-5-91191-470-7
УДК:   621.37+391.82

Оглавление (содержание)

Введение..........................................................................................................6

Литература к введению....................................................................................8

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕВЗАИМНЫХ СВОЙСТВ. УСТРОЙСТВА, АНТЕННЫ

И ОТРАЖАТЕЛИ С НЕВЗАИМНЫМИ СВОЙСТВАМИ (ОБЗОР)...........................11

1.1. Общие замечания.....................................................................................11

1.2. Радиолокационные отражатели с управляемыми поляризационными

свойствами.....................................................................................................12

1.3. Среды с пространственно-временной модуляцией..................................14

1.4. Метаматериалы........................................................................................18

1.5. Невзаимный волновой перенос и реализация усиливающих сред...........21

1.6. Невзаимность антенн................................................................................22

1.7. Кроссполяризационные преобразователи................................................24

1.8. Выводы.....................................................................................................31

Литература к главе 1.......................................................................................33

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТИЧНО

НЕВЗАИМНЫХ СРЕД........................................................................................35

2.1. Введение...................................................................................................35

2.2. Поляризационные инварианты для асимметричной матрицы

рассеяния........................................................................................................35

2.3. Полная группа инвариантов как функции квадратур элементов матрицы

рассеяния........................................................................................................37

Максимальная поляризация............................................................................37

Угол ориентации.............................................................................................38

Угол эллиптичности.........................................................................................38

Скачковый угол...............................................................................................38

Характеристический угол................................................................................38

Абсолютная фаза............................................................................................39

Угол невзаимности..........................................................................................39

Разность абсолютных фаз...............................................................................39

2.4. Выводы.....................................................................................................39

Литература к главе 2...................................................................................... 40

3. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ РАДИОЧАСТОТНЫХ

ИМПУЛЬСОВ....................................................................................................42

3.1. К определению матрицы обратного рассеяния........................................ 42

3.2. Описание стенда...................................................................................... 44

3.3. Результаты измерений............................................................................. 48

3.4. Экспериментальное исследование невзаимного управляемого устройства ........................................................................................................................51

3.4.1. Конструкция устройства.........................................................................52

3.4.2. Результаты измерений частотных характеристик...................................54

3.4.3. Результаты измерения матрицы обратного рассеяния ..........................57

Выводы...........................................................................................................62

Литература к главе 3......................................................................................63

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

НЕВЗАИМНОГО ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ КРИСТАЛЛАМИ НИОБАТА ЛИТИЯ

ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ В НИХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ....................... 66

4.1. Вводные замечания.................................................................................66

4.2. К определению невзаимности обратного рассеяния...............................67

4.3. Установка для исследования обратного рассеяния..................................69

4.4. Модель обратного рассеяния...................................................................71

4.5. Экспериментальные результаты..............................................................78

Выводы..........................................................................................................81

Литература к главе 4......................................................................................83

5. ИЗМЕРЕНИЕ МАЛОЙ НЕВЗАИМНОСТИ ОБЪЕКТОВ....................................85

Введение........................................................................................................85

5.1. Определение и количественная мера невзаимности...............................86

5.2. Некорректность задач по вычислению мер невзаимности.

Модификации меры невзаимности для устранения некорректности.............87

5.3. Нормирование меры невзаимности. Слабая, сильная и «абсолютная»

невзаимность.................................................................................................88

5.4. Зависимость невзаимности от выбора тестовых сигналов.

«Антивзаимность»..........................................................................................88

5.5. Пример объекта для модельного и экспериментального

исследования.................................................................................................89

5.6. Определение меры невзаимности по компьютерной модели выбранного

объекта..........................................................................................................90

5.7. Влияние разницы импедансов присоединительных цепей на порог

. обнаружения невзаимности..........................................................................91

5.8. Экспериментальное измерение меры невзаимности...............................92

Заключение....................................................................................................93

Литература к главе 5......................................................................................95

6. СИНТЕЗ СВЯЗАННЫХ ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЙ С ГЕТЕРОГЕННЫМ

ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ.............................................................................97

Введение........................................................................................................97

6.1. Конструкции и модель связанных линий..................................................99

6.2. Методика и результаты синтеза конструкций с заданным отношением

фазовых скоростей синфазных и противофазных волн................................109

Заключение..................................................................................................112

Литература к главе 6///.................................................................................113

7. ОСОБЕННОСТИ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СИНФАЗНЫХ И ПРОТИВОФАЗНЫХ

ВОЛН С НЕРАВНЫМИ ФАЗОВЫМИ СКОРОСТЯМИ В СВЯЗАННЫХ ЛИНИЯХ

ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ............................................................ 115

Введение/.................................................................................................... 115

7.1. Устройство и схема измерения.............................................................. 117

7.2. Экспериментальные результаты............................................................ 118

7.3. Анализ волн в связанных линиях...........................................................121

7.4. Обсуждение результатов........................................................................124

Заключение ................................................................................................ 125

Литература к главе 7.................................................................................... 126

8. ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНЫЕ ЗВЕНЬЯ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИХ

ФИЛЬТРОВ НА СВЯЗАННЫХ ЛИНИЯХ ПОГЛОЩАЮЩЕГО ТИПА.................. 128

Краткий обзор .............................................................................................128

8.1. Моделирование корректирующих звеньев ППФ на связанных

линиях..........................................................................................................129

8.2. Результаты расчета и эксперимента...................................................... 133

Выводы........................................................................................................136

Литература к главе 8................................................................................... 138

9. ЗВЕНЬЯ ФИЛЬТРОВ НА СВЯЗАННЫХ ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЯХ

С ГЕТЕРОГЕННЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ СО СПЕЦИАЛЬНОЙ

ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ................................................................ 140

9.1. Краткий обзор........................................................................................140

9.2. Постановка задачи................................................................................ 144

9.3. Частотные характеристики – вырождение всепропускающих

свойств........................................................................................................ 145

9.4. Обсуждение результатов................................................................... ....150

Литература к главе 9................................................................................... 151

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................. 154