ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2021. №9
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.9.4
УДК: 621.3.09
ИЗМЕРЕНИЕ МАЛОЙ НЕВЗАИМНОСТИ ОБЪЕКТОВ
Э. В. Семенов, Н. Д. Малютин
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники,
634050, Томск, пр. Ленина, 40
Статья поступила в редакцию 20 июля 2021 г.
Аннотация. В работе рассмотрены подходы и особенности измерения малой невзаимности объектов. Приведено несколько вариантов мер невзаимности и выбран наиболее устойчивый к шумам в регистрируемых сигналах. Рассмотрен способ нормирования выбранной меры невзаимности. Показано, что проявление невзаимности зависит от зондирующих сигналов. Отмечено, что основным фактором, ограничивающим диапазон измерения невзаимности снизу, является различие импедансов входной и выходной цепей. Без выполнения калибровки при длительности тестового воздействия около 50 пс и разнице индуктивности присоединительных цепей порядка десятых долей нГн можно рассчитывать на диапазон измерения невзаимности от 1%. Экспериментально выполнено наблюдение невзаимности относительной величиной 3%.
Ключевые слова: невзаимность, мера невзаимности, некорректные задачи, короткоимпульсные сигналы, нелинейность.
Abstract. In the paper the methods and features of measuring the small nonreciprocity of objects is considered. Several variants of nonreciprocity characteristics are proposed and the variant with most noise immunity is selected. A method of normalizing the chosen nonreciprocity characteristic is considered. It is shown that the exposure of nonreciprocity depends on the probing signals. It is noted that the main factor that limiting the bottom bound of the nonreciprocity measurement range is the difference of the impedances of input and output networks. If a calibration is absent and if the difference between the inductance of the input and output networks is of few tenths of nH, then at a test impact duration of about 50 ps the bottom bound of the nonreciprocity measurement range is of about 1%. The observation of nonreciprocity with a relative value of 3% has been performed experimentally.
Key words: nonreciprocity, nonreciprocity characteristic, ill-posed problems, short-pulse signals, nonlinearity.
Литература
1. Сычев А.Н., Малютин Н.Д. Современные устройства, антенны и отражатели с невзаимными свойствами (обзор). Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.11.2
2. Khlusov V., Ligthart L., Sharygin G. Detection of objects with non-reciprocal properties by polarization radar. Proceedings of First European Radar Conference (EURAD). Amsterdam, Netherlands. Published by Horizon House Publications Ltd. 2004. P.69-72.
3. Karnychev V., Ligthart L., Khlusov V., Sharygin G. Determination of polarization invariants of asymmetric scattering matrix. Proceedings of 14th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications (MIKON). Gdansk, Poland. 2002. P.572-575. https://doi.org/10.1109/MIKON.2002.1017912
4. Шупяцкий А.Б. Радиолокационное рассеяние несферическими частицами. Труды Центральной аэрологической обсерватории. 1959. Т.30. С.39-55.
5. Patent USA No. 3631484. Augenblick H.A. Harmonic Detection System. Application Date: 30.07.1969. Publication Date: 28.12.1971. IPC7 G 01 S 13/58.
6. Штейншлейгер В.Б. К теории рассеяния электромагнитных волн вибратором с нелинейным контактом. Радиотехника и электроника. 1978. Т.23. №7. С.1329-1338.
7. Семенов Э.В., Семенов А.В. Использование разности сверток тестовых сигналов и откликов объекта для исследования нелинейности преобразования сверхширокополосных сигналов. Радиотехника и электроника. 2007. Т.52. №4. С.480-485. https://doi.org/10.1134/S1064226907040109
8. Семенов Э.В. Исследование нелинейности преобразования детерминированных сверхширокополосных сигналов путем линейного комбинирования откликов объекта на линейно зависимые тестовые сигналы. Известия Томского политехнического университета. 2004. Т.307. №4. С.18-21.
9. Семенов Э.В. Сопоставление методов сверхширокополосной нелинейной локации, использующих один и несколько зондирующих импульсов. Труды XXIII Всеросс. симп. «Радиолокационное исследование природных сред». Санкт-Петербург. 2005. Т.5. С.305-310.
10. Lorentz H.A. Het theorema van Poynting over de energie in het electromagnetisch veld en een paar algemeene stellingen over de voortplanting van het licht. Verslagen der Afdeeling Natuurkunde van de Koninklijke Akademie van Wetenschappen. 1895. V.4. P.176-187.
11. Guillemin E.A. Introductory Circuit Theory. New York, John Wiley & Sons. 1953. 550 p.
12. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. 2-е изд., перераб. и доп. Москва, Советское радио. 1971. 388 с.
13. Semyonov E.V., Kosteletskiy V. Comparative Analysis of Step and Pulse Signals as a Test-Signals for Nonlinear Sensing of the Semiconductor Objects. Proceedings of International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Astana, Kazakhstan, 2017. Published by S. Seifullin Kazakh Agrotechnical University. 2017. 4 p. https://doi.org/10.1109/SIBCON.2017.7998537
14. Ferrero A., Sanpietro F., Pisani U. Multiport Vector Network Analyzer Calibration: A General Formulation. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1994. V.42. №12. P.2455-2461. https://doi.org/10.1109/22.339781
Для цитирования:
Семенов Э.В., Малютин Н.Д. Измерение малой невзаимности объектов. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.9.4