В.В. Разевиг¹, А.С. Бугаев², C.И. Ивашов³, А. Кизилай⁴

¹,³ МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)

² Московский физико-технический институт (государственный университет) (Москва, Россия)

⁴ Технический университет Йылдыз (Стамбул, Турция)

Постановка проблемы. Одной из задач радиовидения является определение положения и формы объектов, находящихся в оптически непрозрачной среде, например, при неразрушающем контроле различных, в том числе теплоизоляционных материалов. Способность системы радиовидения обнаруживать слабоконтрастные дефекты (в основном пустоты) в толще теплоизоляционного материала существенным образом зависит от характеристик используемых в системе антенн.

Цель. Провести теоретическое и экспериментальное сравнение двух типов антенн с точки зрения качества получаемых радиоизображений при их использовании в системах радиовидения. Для сравнения взяты антенна в виде открытого конца круглого волновода и прямоугольная рупорная антенна.

Результаты. Теоретическое сравнение выполнено путем компьютерного электродинамического моделирования с помощью программы FEKO. Экспериментальное сравнение выполнено путем измерения КСВН и ширины ДН, а также оценки качества получаемых радиоизображений.

Практическая значимость. Результаты проведенного исследования могут быть использованы при выборе антенн в качестве датчиков для системах радиовидения.

Разевиг В.В., Бугаев А.С., Ивашов C.И., Кизилай А. Теоретическое и экспериментальное сравнение различных антенн при их использовании в системах радиовидения // Электромагнитные волны и электронные системы. 2021. Т. 26. № 6. С. 5−16. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202106-01

1. Columbia accident investigation board. Report. NASA; 2003.
2. Case J.T., Robbins J., Kharkovsky S., Hepburn F., Zoughi R. Microwave and Millimeter Wave Imaging of the Space Shuttle External Fuel Tank Spray on Foam Insulation (SOFI) Using Synthetic Aperture Focusing Techniques (SAFT) // AIP Conference Proceedings. 2006. 820. 1546−1553. DOI: 10.1063/1.2184706.
3. Kharkovsky S., Ryley A.C., Stephen V., Zoughi R. Dual-Polarized Near-Field Microwave Reflectometer for Noninvasive Inspection of Carbon Fiber Reinforced Polymer-Strengthened Structures // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. January 2008. V. 57. № 1. P. 168−175. DOI: 10.1109/TIM.2007.909497.
4. Kharkovsky S., Zoughi R. Microwave and millimeter wave nondestructive testing and evaluation – Overview and recent advances // IEEE Instrumentation & Measurement Magazine. April 2007. V. 10. № 2. P. 26−38. DOI: 10.1109/MIM.2007.364985.
5. Ivashov S., Razevig V., Vasiliev I., Bechtel T., Capineri L. Holographic subsurface radar for diagnostics of cryogenic fuel tank ther-mal insulation of space vehicles // NDT & E International. 2015. V. 69. P. 48−54. ISSN 0963-8695. DOI: 10.1016/j.ndteint.2014.10.002.
6. Capineri L., Falorni P., Becthel T., Ivashov S., Razevig V., Zhuravlev A. Water detection in thermal insulating materials by high resolution imaging with holographic radar // Meas. Sci. Technol. 2016. 28(1). DOI: 10.1088/1361-6501/28/1/014008.
7. Case J.T., Hepburn F.L., Zoughi R. Inspection of Spray on Foam Insulation (SOFI) Using Microwave and Millimeter Wave Synthetic Aperture Focusing and Holography // 2006 IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference Proceedings. 2006. P. 2148−2153. DOI: 10.1109/IMTC.2006.328527.
8. Capineri L., Chizh M., Zhuravlev A., Razevig V., Ivashov S., Falorni P. Defects investigation in thermal insulation coatings with microwave imaging based on a 22 GHz holographic radar // NDT & E International. 2020. 109. 102191. P. 1−8. DOI: 10.1016/j.ndteint.2019.102191.
9. Фокин В.М., Чернышов В.Н. Неразрушающий контроль теплофизических характеристик строительных материалов. М.: «Издательство Машиностроение-1». 2004. 212 с.
10. David M. Pozar, Microwave Engineering. Edition 4th. John Wiley & Sons, Inc. 2012. 756 p.
11. Официальный сайт Altair FEKO. Режим доступа: https://altairhyperworks.com/product/FEKO – свободный (дата обращения: 28.09.2021).
12. Артемова Т.К., Фомичев Н.И. Антенны: Учеб. пособие для студентов вузов. Ярославль: ЯрГУ. 2007. 126 с.
13. Sheen D.M., McMakin D.L., Hall T.E. Three-dimensional millimeter-wave imaging for concealed weapon detection // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2001. V. 49. № 9. P. 1581−1592.
14. Разевиг В.В., Бугаев А.С., Ивашов С.И., Васильев И.А., Журавлев А.В. Влияние ширины полосы частот на качество восстановления подповерхностных радиоголограмм // Успехи современной радиоэлектроники. 2012. № 3. С. 3−13.