Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2019, № 7 · RADIO ENGINEERING

Methods of ultrashort pulse identification of parameters of material media by the configuration of non-stationary fields in radio vision

M.S. Kostin1,2, P.V. Sevryugin1,2, I.A. Steshin1,2

1 МИРЭА - Российский технологический университет, Moscow, Russia
2 MIREA - Russian Technological University, Moscow, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.7.5 UDC 537.874 + 537.877 + 621.37 EDN ELLEIY

Abstract

The radiophysical features of the application of ultrashort pulses of non-stationary configuration in solving radio problems of radio wave identification of parameters of material media are considered. The main reference identifiers have been identified that allow the analysis of radio images of equivalent medium inhomogeneities with subnanosecond resolution using signature decomposition and self-resonant scattering of equivalent inhomogeneities. Numerical methods for recognizing radio responses and synthesizing radio repeats by given impulse characteristics: adaptive damping impulse, genetic and pole functions are proposed. It was found that the transfer function of the irradiated in homogeneities of the medium contains two components: stimulated - dependent on such parameters of the exciting ultrashort pulse (USP) as polarization, field distribution profile, direction of propagation, etc., and the mode itself - USP scattering (independent of wave parameters USP - own complex resonant frequency scattering). A resonance model of the scattering of an USP of an irradiated medium, based on the singular decomposition method on the pole plane, is proposed. The results of numerical simulation of the radio-wave identification of an object based on a given equivalent inhomogeneity and the instantaneous radiophysical state of the gyromagnetic medium are presented.

  • радиоволновая идентификация
  • сверхкороткий импульс
  • нестационарное поле
  • генетическая функция
  • полюсная функция
  • дискриминационный импульс
  • эквивалентная неоднородность
  • материальная среда
  • радиовидение
  • radio wave identification
  • ultrashort pulse
  • non-stationary field
  • Genetic function
  • pole function
  • quenching pulse
  • Equivalent inhomogeneity
  • material medium
  • radiovision
Аннотация (на русском)

Методы сверхкороткоимпульсной идентификации параметров материальных сред по конфигурации нестационарных полей в радиовидении

Рассмотрены радиофизические особенности применения сверхкоротких импульсов нестационарной конфигурации в решении радиотехнических задач радиоволновой идентификации параметров материальных сред. Определены основные реперные идентификаторы, позволяющие произвести анализ радиоизображений эквивалентных неоднородностей среды с субнаносекундным разрешением по сигнатурной декомпозиции и собственному резонансному рассеянию эквивалентных неоднородностей. Предложены численные методы распознавания радиооткликов и синтеза радиоттисков по заданным импульсным характеристикам: методы противовесного дискриминационного импульса, генетических и полюсных функций. Установлено, что передаточная функция облучаемых неоднородностей среды содержит две компоненты: вынужденную - зависящую от таких параметров возбуждающего сверхкороткого импульса (СКИ), как поляризация, профиль распределения поля, направление распространения и т.д., и собственно модовую - связанную с рассеянием СКИ (независящие от волновых параметров СКИ - собственные комплексные резонансные частоты рассеяния). Предложена резонансная модель рассеяния СКИ облучаемой среды, основанная на методе сингулярного разложения в полюсной плоскости. Представлены результаты численного моделирования радиоволновой идентификации объекта по заданной эквивалентной неоднородности и мгновенному радиофизическому состоянию гиромагнитной среды в программе электродинамического моделирования Altair Feko.

For citation

Kostin M.S., Sevryugin P.V., Steshin I.A. Methods of ultrashort pulse identification of parameters of material media by the configuration of non-stationary fields in radio vision // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.7.5

References

  1. Костин М.С. Формонеустойчивая электродинамика распределения электрических полей субнаносекундных сигналов в неоднородных средах // Российский технологический журнал. 2017. - № 4 (18). Т.5. - с. 32-46.
  2. M.S. Kostin, V.M. Vikulov, S.S. Tambovskii. Form-Temporal Dynamics of Subnanosecond Radio Pulses Propagating in Heterogeneous Media // Journal of Communications Technology and Electronics. 2019 - No.2, Vol.64. - pp. 100-106.
  3. Будагян И.Ф., Костин М.С. Численные методы обработки сверхкороткоимпульсных сигналов радиосенсорных систем // Радиоэлектронная техника. 2015. - №1(7). - с. 104-109.
  4. Костин М.С., Воруничев Д.С. Радиоволновые процессы и технологии: учебное пособие / М.С. Костин, Д.С. Воруничев. - М.: МИРЭА - Российский технологический университет, 2019. - 296 с.
  5. Будагян И.Ф., Щучкин Г.Г. Волновые процессы в материальных средах - Саарбрюккен.: Palmarium Academic Publishing, 2016. - 200 с.
  6. Костин М.С. Субнаносекундные сигналы и технологии: учебное пособие / М. С. Костин. - М.: МИРЭА - Российский технологический университет, 2018. - 110 с.
  7. M.S. Kostin, K.A. Boikov, A.F. Kotov. High-Accuracy Methods for Cyclic-Like Aclock Digitization of Subnanosecond Signals // Journal of Communications Technology and Electronics. 2019 - No.2, Vol.64. - pp. 168-171.
  8. Будагян И.Ф., Костин М.С. Атактовая оцифровка сверхкоротких импульсов в гибридных системах радиофотонного сканирования // Журнал радиоэлектроники. [электронный журнал]. 2016. - №3. - URL: http://jre.cplire.ru/jre/mar16/5/text.html (дата обращения: 01.07.2019).
  9. Бойков К.А., Костин М.С. Моделирование и исследование динамических характеристик системы радиоимпульсной регенерации // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. - №6. - URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun18/7/text.pdf (дата обращения: 01.07.2019).