ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2020. № 8
Оглавление выпуска

Текст статьи (pdf)

English page

 

DOI 10.30898/1684-1719.2019.8.6

УДК 621.371+537.87

 

БЛИЖНЕПОЛЬНОЕ СВЧ ЗОНДИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ПОДПОВЕРХНОСТНЫХ ОБЪЕКТОВ 

К. П. Гайкович 1, А. И. Смирнов 2,3, Е. С. Максимович 4, В. А. Бадеев 4

1 Институт физики микроструктур Российской академии наук, 603950, Нижний Новгород, ГСП-105
2 Институт прикладной физики Российской академии наук, 603950, Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46

 3 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 603950, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23

4 Институт прикладной физики НАН Беларуси,  220072, Минск, ул Академическая, 16

 

Статья поступила в редакцию 5 августа  2020 г.

 

Аннотация. Представлен новый метод ближнепольной диагностики подповерхностных неоднородностей, обладающих нелинейным откликом на гармониках зондирующего сигнала, основанный на решении обратной задачи ближнепольного рассеяния. В этом методе для восстановления трехмерной подповерхностной структуры комплексной диэлектрической проницаемости и нелинейной восприимчивости зондируемого объекта (томография) могут использоваться данные многочастотных или импульсных измерений, получаемые с помощью сканирующей приемно-передающей системы в бистатической конфигурации. В данной статье демонстрируются результаты зондирования импульсным моносинусовым сигналом кремниевых объектов в песчаной среде. Материалы статьи были частично доложены на XIII Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь».

Ключевые слова: томография, голография, нелинейные среды, ближнепольная СВЧ диагностика, обратные задачи рассеяния.

Abstract. A new method of the near-field sounding of subsurface inhomogeneities with nonlinear response on harmonics of the probing signal is propoded. This method is based on the solving the near-field inverse scattering problem.  For the retrieval of the subsurface structure of complex permittivity and nonlinear susceptibility we used  data of multifrequency or pulse measurements obtained with the scanning transceiver system operating in the bistatic configurationd. In this paper, results of sounding with the pulse mono-sinus signal of silicon targets in the sand medium are demonstrated.

Key words: tomography, holography, dielectric, nonlinear media, near-field microwave diagnostics.

Литература

1.     Gaikovich K.P. Subsurface near-field scanning tomography // Phys. Rev. Letters. 2007. Vol.98. No.18. P.183902.

2.     Gaikovich K.P., Gaikovich P.K. Inverse problem of near-field scattering in multilayer media // Inverse Problems. 2010. Vol.26. No.12. P.125013.

3.     Gaikovich K.P., Gaikovich P.K., Maksimovitch Ye.S., Badeev V.A. Pseudopulse near-field subsurface tomography // Physical Review Letters. 2012. Vol.108. No.16. P.163902.

4.     Gaikovich K.P., Gaikovich P.K., Maksimovitch Ye.S., Badeev V.A. Subsurface near-field microwave holography // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2016. Vol.9. No.1. P.74-82.

5.     Gaikovich K.P., Gaikovich P.K., Maksimovitch Ye. S., Smirnov A.I., and Sumin M.I. Dual regularization in non-linear inverse scattering problems // Inverse Problems in Science and Engineering. 2016. Vol. 24. No.7. P.1215–1239.

6.     Gaikovich K.P., Maksimovitch Ye.S., Sumin M.I. Inverse scattering problems of near-field subsurface pulse diagnostics // Inverse Problems in Science and Engineering. 2018. Vol.26. No.11. P.1590-1611.

7.     Gaikovich K.P., Smirnov A.I. Inverse problems of low-frequency diagnostics of the Earth’s crust // Radiophysics and Quantum Electronics. 2015. Vol. 58. No.6. P.428-442.

8.     Gaikovich K.P. Left-handed lens tomography and holography // Inverse Problems in Science and Engineering. 2018. https://doi.org/10.1080/17415977.2018.1552953.

9.     Горбачев А.А. Особенности зондирования электромагнитными волнами сред с нелинейными включениями // Радиотехника и электроника. 1996. Т.41. №2. С.152-157.

10. Мусабеков П.М., Панычев С.Н.  Нелинейная радиолокация: методы, техника и области применения // Зарубежная радиоэлектроникаю 2000. №5. С.54-60.

11. Moss D.J., Ghahramani E., Sipe J.E., van Driel H.M. Band-structure calculation of dispersion and anisotropy in in χ→(3) for third-harmonic generation in Si, Ge, and GaAs // Phys. Rev. B. Condens. Matter. 1990. Vol.41. No.3. P.1542-1560.

12. Chefonov O.V., Ovchinnikov A.V., Agranat M.B., Fortov V.E., Efimenko E.S., Stepanov A.N., Savel'ev A.B. Nonlinear transfer of an intense few-cycle terahertz pulse through opaque n-doped Si. // Phys. Rev. B. 2018 Vol.98. P.165-206.

13. Narkowicz R., Siegrist M.R., Moreau Ph., Hogge J.P., Raguotis R., Brazis R. Third-Order Susceptibility of Silicon Crystals Measured with Millimeter-Wave Gyrotron // Acta Physica Polonica. 2011. Vol.119. No.4. P.509-513.

Для цитирования:
Гайкович К.П., Смирнов А.И., Максимович Е.С.,  Бадеев В.А. Ближнепольное СВЧ зондирование нелинейных подповерхностных объектов. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.8.6