Elaborations and applications of radiowave guasioptical devices at the terahertz range

Abstract

The design of a number of millimeter-wave quasioptical radio-wave transceiving devices for the millimeter-wave and near-infrared bands is considered, and the results of their testing are presented. Some applications of these devices are presented for solving radiophysical problems. It is shown that, on the basis of a simple quasioptical transceiving device, one can design a whole series of radio-engineering devices: devices for monitoring transmitted power, for measuring reflections, and for measuring a depolarized component of the field. By splitting a quasioptical beam into several identical channels, one can design a multichannel device and even a matrix of such channels. The solution of polarization problems requires an equipment that can simultaneously receive orthogonally polarized components of the reflected signal. In the paper, a variant of a bipolarization unit is described that can simultaneously receive two orthogonally polarized components of the reflected signal. It is shown that multichannel introscopes operating on the depolarized component can be designed that allow the detection of hidden metallic, as well as dielectric objects.

• quasioptical radio-wave transceiving devices
• millimeter and near-infrared bands
• Multichannel devices

Аннотация (на русском)

Разработка и применение радиоволновых квазиоптических устройств в терагерцовом диапазоне волн

Представлены результаты разработки ряда квазиоптических приемно-передающих радиоволновых устройств в миллиметровом и ближней области терагерцового диапазонов и результаты их тестовых испытаний. Приводятся некоторые применения для решения радиофизических задач. Показано, как на основе простого квазиоптического устройства можно создать целый ряд различных приемно-передающих устройств: для контроля проходящей мощности (или опорный канал), для измерения отражений (рефлектометр), для измерения деполяризованной компоненты поля. Разделив квазиоптический пучок на несколько идентичных каналов, можно создать многоканальные устройства и сделать линейку или даже матрицу подобных каналов. Для решения поляризационных задач нужна аппаратура, способная принимать одновременно ортогональные поляризации составляющих отражённого сигнала. В работе приводится вариант двухполяризационного модуля, способного принимать сразу две ортогональные поляризации отраженного сигнала. Для визуализации различных вытянутых металлических, а также диэлектрических объектов показана возможность создания многоканальных интроскопов, работающих на деполяризованной компоненте. Показано, что при этом энергетический потенциал устройств не ухудшается.

For citation

References

1. Kharkovsky S., Zoughi R., Hepburn F.L. High Resolution Millimeter Wave Imaging of Space Suttle External Fuel Tank Spray-on Foam Insulation. // Materials Evaluation, 2007, December, p.1220-1229.
2. Чигряй Е.Е., Игнатов Б. Г., Хохлов Г.И. и др. Радиоволновый интроскоп в миллиметровом диапазоне. // Электромагнитные волны и электронные системы, 2010г., Т.15, № 1, с.50 - 54.
3. Чигряй Е. Е., Игнатов Б. Г., Хохлов Г.И. Приемо-передающий двухполяризационный модуль терагерцового диапазон. // Электродинамика СВЧ, КВЧ и оптических частот. НТО РЭС им. А. С. Попова, 2012 г., Т.17, № 2, с.13-18.
4. Чигряй Е. Е., Игнатов Б. Г., Хохлов Г.И. О возможности обнаружения скрытых линейных объектов на ММВ. Труды ХУI Международной конференции «Радиолокация и радиосвязь», ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН - МЭИ, Москва - Фирсановка, 12-16 ноября 2008 г., с.650-652.
5. Чигряй Е. Е., Игнатов Б. Г., Хохлов Г.И. Квазиоптический двухполяризационный модуль терагерцового диапазона волн. Доклад на XII международной н/т. конф. «Физика и технические приложения волновых процессов», Нижний Новгород, 22-26 сентября 2014г. Труды конференции под редакцией проф. В. А. Неганова. Приложение к журналу «Физика волновых процессов и радиотехнические системы», Самара, 2014 г.
6. Чигряй Е.Е., Хохлов Г.И., Никитин И.П. Делители квазиоптического пучка на тонких диэлектрических пленках в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал], 2016, № 6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun16/9/text.pdf
7. Валитов Р.А., Дюбко С.Ф., Камышан В.В., Кузмичев В.М., МакаренкоБ.И., Соколов А.В., Шейко В.П. Техника субмиллиметровых волн. Под ред. Валитова Р.А., М.: Сов. Радио, 1969, 299 c.
8. Калинкевич А.А., Манаков В.Ю., Арманд Н.А., Крылова М.С. «О механизме обратного рассеяния электромагнитных волн сосновым лесом в метровом диапазоне длин волн», Радиотехника и электроника, 2008, Т. 53, № 10, с.1223 - 1235.
9. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970, 855 с.
10. Загатин В.И., Мериакри В.В., Мисежников Г.С., Чигряй Е.Е., Штейншлегер В.Б. Отражательные и поглощательные характеристики различных физических объектов в миллиметровом диапазоне волн. ДАН, Физика, 2000, Т. 374, №4, с. 476-477.