ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №10

УДК: 537.874.2

методика обработки сигналов,
позволяющая уменьшить погрешности измерений
бистатических характеристик рассеяния
образцов материалов

Р.В. Гильмутдинов^1,2, Н.Л. Меньших², С.А. Федоров², Л.В. Брук²

¹Московский физико-технический институт
(национальный исследовательский университет)
141701, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., д. 9

²Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН
125412, г. Москва, муниципальный округ Дмитровский, ул Ижорская, д. 13, стр. 6

Статья поступила в редакцию 30 июля 2024 г.

Аннотация. В данной работе представлена методика обработки сигналов, возникающих при бистатических измерениях коэффициента отражения плоских образцов материалов. Эта методика – синтез фона – основана на сопоставлении сигнала, отраженного от исследуемого объекта, и фонового сигнала во временной области. Использование данной методики позволяет повысить точность измерений характеристик бистатического рассеяния объектов с малым значением амплитуды отраженной волны. Применение данной методики позволяет компенсировать погрешность измерения, связанную с неточностью позиционирования антенн, и существенно уменьшить погрешность измерений, вызванную взаимодействием антенн друг с другом при больших бистатических углах. Было проведено измерение коэффициента отражения от образца материала по методу замещения. Полученные результаты обрабатывались путем векторного вычитания непосредственно измеренного фонового сигнала, применения стробирования по времени и с помощью разработанной методики. Показано, что применение данной методики позволяет повысить точность измерения коэффициента отражения от материала. Также использование данной методики уменьшает погрешность определения минимального значения коэффициента отражения и угла, при котором этот минимум достигается. Наиболее эффективным является применение синтеза фона и строба по времени.

Ключевые слова: бистатические измерения, безэховая камера, коэффициент отражения, обработка сигналов, временная область.

Автор для переписки: Гильмутдинов Руслан Валерьевич, psevduch777@gmail.com

Литература

1. Daout F., Schmitt F. Analysis of a bistatic Radar Cross Section measurement capability for the Boris Vian anechoic chamber //2014 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications (CAMA). – IEEE, 2014. – С. 1-4.

2. Gürel L. et al. Validation through comparison: Measurement and calculation of the bistatic radar cross section of a stealth target //Radio science. – 2003. – Т. 38. – №. 3.

3. Zeng J. et al. A comprehensive analysis of rough soil surface scattering and emission predicted by AIEM with comparison to numerical simulations and experimental measurements //IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2016. – Т. 55. – №. 3. – С. 1696-1708.

4. Jin M., Li B., Bai M. On the reflectivity measurements of microwave blackbody in bistatic near-field configuration //IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 2021. – Т. 69. – №. 11. – С. 8027-8032.

5. Wei F., Guo L. An Efficient Electromagnetics Measurement of 3D Bistatic Scattering Problem at Oblique Incident //2019 International Applied Computational Electromagnetics Society Symposium-China (ACES). – IEEE, 2019. – Т. 1. – С. 1-2.

6. Eyraud C. et al. Validation of a 3D bistatic microwave scattering measurement setup //Radio Science. – 2008. – Т. 43. – №. 04. – С. 1-12.

7. Saleh H. et al. Upgrading the settings of a microwave experimental setup for better accuracy in bistatic radar cross section measurement //2017 Mediterranean Microwave Symposium (MMS). – IEEE, 2017. – С. 1-2.

8. Saleh H., Geffrin J. M., Tortel H. Bistatic scattering measurement on low permittivity spheroidal objects //2017 11th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP). – IEEE, 2017. – С. 259-262.

9. Masaki T. et al. Monostatic and bistatic RCS measurements for thin metasurfaces //2017 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications (CAMA). – IEEE, 2017. – С. 351-352.

10. Álvarez H. F., de Cos M. E., Las-Heras F. Monostatic and bistatic measurements of metasurfaces on anechoic chamber and a comparison with electromagnetic simulations //2019 13th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP). – IEEE, 2019. – С. 1-4.

11. Fedorov S. A., Gilmutdinov R. V., Menshikh N. L. Reducing Error of Position When Measuring the Bistatic Reflection Coefficient //2020 7th All-Russian Microwave Conference (RMC). – IEEE, 2020. – С. 276-278.

12. Gilmutdinov R. V. et al. Procedural Measurement Error in Specular Reflection Coefficient from Planar Samples Using Two Different Types of Test Stands //Measurement Techniques. – 2021. – С. 1-7.

13. Semenenko V. N. et al. Complex permittivity and permeability of composite materials based on carbonyl iron powder over an ultrawide frequency band //Physical Review Applied. – 2021. – Т. 16. – №. 1. – С. 014062.

14. Гильмутдинов Р. В., Меньших Н. Л., Федоров С. А. Повышение точности измерений бистатических характеристик рассеяния материалов образцов различных конфигураций. Измерительная техника, 73(6), 46–54 (2024). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-6-46-54.

Для цитирования:

Гильмутдинов Р.В., Меньших Н.Л., Федоров С.А., Брук Л.В. Методика обработки сигналов, позволяющая уменьшить погрешности измерений бистатических характеристик рассеяния образцов материалов. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.10.10