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
2012, № 3 · ELECTRODYNAMICS

Оценка реализации свойства сверхширокополосности Т-волн для антенн подповерхностного зондирования с параметрической оптимизацией размеров поперечных сечений токоведущих линий

V.B. Boltintsev1

1 ЗАО НПФ «Геодизонд»
Full text (PDF) EDN OXWBUJ

Abstract

Путём параметрической оптимизации размеров поперечных сечений токоведущих линий антенны бегущей волны получена развязка её погонной индуктивности с подстилающей средой. Приведены параметры антенны, измеренные относительно сухого бетона. Неравномерность S-параметров матрицы рассеяния (<8.5%) в диапазоне частот 0.3-700 МГц позволяет оценить сверхширокополосность антенны как характерную для Т- волн.

  • сверхширокополосные антенны
  • георадиолокация
  • микрополосковая линия
  • антенна бегущей волны
  • уравнение антенны подповерхностного зондирования
  • характеристическое сопротивление
  • georadar
Аннотация (на русском)

Оценка реализации свойства сверхширокополосности Т-волн для антенн подповерхностного зондирования с параметрической оптимизацией размеров поперечных сечений токоведущих линий

Путём параметрической оптимизации размеров поперечных сечений токоведущих линий антенны бегущей волны получена развязка её погонной индуктивности с подстилающей средой. Приведены параметры антенны, измеренные относительно сухого бетона. Неравномерность S-параметров матрицы рассеяния (<8.5%) в диапазоне частот 0.3-700 МГц позволяет оценить сверхширокополосность антенны как характерную для Т- волн.

For citation

Boltintsev V.B. Оценка реализации свойства сверхширокополосности Т-волн для антенн подповерхностного зондирования с параметрической оптимизацией размеров поперечных сечений токоведущих линий // Journal of Radio Electronics. – 2012. – No. 3.

References

  1. Proceedings of the Ultra-Wideband, Short-Pulse Electromagnetics, 5. -New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2002. -751 p.
  2. Schantz H. The Art and Science of Ultra-Wideband Antennas. -Boston, London: Artech House, 2005. -331 p.
  3. Иммореев И.Я., Синявин А.Н. Излучение сверхширокополосных сигналов. -Антенны, 2001, № 1 (47), с. 8 -16.
  4. Беличенко В.П., Якубов В.П., Запасной А.С. Использование особенностей формирования поля ближней зоны комбинированной антенны для улучшения её характеристик широкополосности//Труды III Всероссийской конференции «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, акустике и связи» -М.: 2010, с. 247 -251.
  5. Федянович В.И. О предельной широкополосности излучателей.//Антенны. -2008. -Вып. 1 (128). -С. 3-17.
  6. Tefiku F., Grimes C.A. Coupling between elements of electrically small compound antennas//Microwave and Optical Technology Letters. -1999. -V. 22. -No 1. -P. 16-21.
  7. da Costa K.Q., Dmitriev V. Combination of electric and magnetic dipoles with single element feeding for broadband application//MOTL. -2006. -V. 48. -No. 1. -P. 8-11.
  8. Неганов В.А., Клюев Д.С., Медведев С.В. Функционал входного сопротивления тонкого электрического вибратора//Письма в ЖТФ, 2001, т. 27, вып. 21, с. 29 -34.
  9. Неганов В.А., Корнев М. Г., Матвеев И. В. Новое интегральное уравнение для расчёта тонкого электрического вибратора//Письма в ЖТФ, 2001, т. 27, вып. 4, с. 62-73.
  10. Электродинамический расчет характеристик излучения полосковых антенн/Б.А. Панченко, С.Т. Князев, Ю.Б. Нечаев, В.И. Николаев, С.Н. Шабунин.-М.: Радио и связь, 2002. -256 с.
  11. Чебышев В.В. Интегральное уравнение Фредгольма 1-го рода для тока узкого полоскового вибратора и численный метод его решения. -Машинное проектирование устройств и систем СВЧ. -М.: 1979, с. 204 -215.
  12. Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. -М.: Энергия, 1975, -528 с.
  13. Черноусов В.С. Нестационарное излучение антенных систем. -Радиотехника и электроника, 1965, № 8, с. 87-94.
  14. Балакирев В.А., Гладков В.С., Синельников Г.Л. Формирование электромагнитных импульсов апертурными антеннами. -Электромагнитные явления, т.1, №4, 1998, с. 522 -537.
  15. Ковалев И.П., Пономарёв Д.М. Анализ процессов излучения и приёма импульсных сигналов во временной области. -М.: Рикел, Радио и связь, 1996. -112 с.
  16. Малютин Н.Д. Многосвязанные полосковые структуры и устройства на их основе. -Томск: Из-во Том. ун-та, 1990. -164 с.
  17. Schelkunoff S.A. A conversation of Maxwell's equations into generalized telegraphist's equations. -BSJ, 1955, v. 34, № 5, 995 p.
  18. Chang Fung-Yuel. Transient analysis of losstess coupled microstrip arrays in an inhomogeneous dielectric medium. -IEEE Trans. in MTT.1970, v. MTT-18. № 9, pр. 616 -626.
  19. Rizzoli V. The calculation of scattering parameters of coupled microstrip arrays of any cross section. Alta Freq., 1973, v. 49, № 4, pp. 191 -199.
  20. Кравченко С.И., Бахарев С.И. Расчёт матрицы рассеяния многопроводных полосковых линий и устройств на их основе. -Вопросы радиоэлектроники. Сер. ОТ, 1978, вып. 8, с. 45 -53.
  21. Arndt F. Andwendung der Ahnlichkets -transformation bie Microstrip -leiungen. -NTZ, 1973, № 3, pp. 46 -49.
  22. Карпуков Л.М. Анализ элементов и устройств СВЧ на многопроводных связанных микрополосковых линиях. -Ив. Вузов СССР. Радиоэлектроника, 1981, № 3, с. 60 -63.
  23. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. -М.: Энергия, 1975, -750 с.
  24. Справочник по элементам волноводной техники/Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. -М.: Сов. радио, 1967. -552 с.
  25. Чебышев В.В. Антенны и устройства СВЧ. Микрополосковые излучатели и решетки в слоистой среде/В.В. Чебышев//М.: Радиотехника, 2003.-102 с.
  26. Alexopoulos N.G., Rana I.E. On the solution to Pochngtones equation for antennas printed on grounded substrates -Int. Symp. Dig. -Antennas and Propag. Seattle, Mash, 1979, v.1, pp. 171 -174.
  27. Rana I.E., Alexopoulos N.G. Current distribution and input impedance printed dipoles -IEEE Trans, 1981, v. AP 29, № 1, pp. 99 -105.
  28. Microstrip Antennas, published in Electrical and Electronic Engineering, Edited by Nasimuddin Nasimuddin, ISBN 978-953-307-247-0, Number of pages 540, 2011, Published by InTech.
  29. Справочник по расчёту и конструированию СВЧ полосковых устройств/С.И. Бахарев, В.И. Вольман, Ю.Н. Либ, Н. М. Мамонова, А.Д. Муравцов, А.Г. Саркисьянц, Р.А. Силин, О.А. Славинский, Д.Д. Ширяев. Под ред. В.И. Вольмана. -М.: Радио и связь, 1982. -328 с.
  30. Carlin H.J. A simplified circuit model for microstrip. -IEEE Trans. on MTT, 1973, v. MTT-21, № 9, pp. 589 -591.
  31. Болтинцев В.Б., Ильяхин В.Н., Безродный К.П. Метод электромагнитного импульсного сверхширокополосного зондирования подстилающей среды//Журнал радиоэлектроники хэлектронный журнал].-2012. -N1. -URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan12/14/text.pdf. -39 с.
  32. Кац Б.М., Мещанов В.П., Фельдштейн А.Л. Оптимальный синтез устройств СВЧ с Т-волнами. -М.: Радио и связь, 1984. -228 с.
  33. Красюк Н.П., Дымович Н.Д. Электродинамика и распространение радиоволн. М., «Высш. школа», 1974. -536 с.
  34. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчёт индуктивностей: Справочная книга. Л.: Энергоатомидат, 1986. -488 с.
  35. Свидетельство на полезную модель № 28289. Российская Федерация 7 H 01 Q 7/00. Антенна для подповерхностного зондирования/Болтинцев В.Б.; заявитель и патентообладатель ЗАО НПФ Геодизонд. № 2002126446/20; заявл. 07.10.02; опубл. 10.03.03, Бюл.№7. -М.: 2003.-4с.
  36. Абденов А.Ж., Мальцев А.С., Рубинович М.Г. Оценка погрешности методов расчёта индуктивности элементов в микрополосковом исполнении. -ВЕСТНИК АлтГТУ им. И. И. Ползунова, № 2, 2006, с. 162 -168.
  37. Капралов Г.Н, Бичурин М.И., Фомин О.Г., Татаренко А.С. Сверхширокополосная согласованная нагрузка//Вестник Новгородского государственного университета, 1999, №13. -4 с.
  38. Глухова О.Е., Креницкий А.П., Мещанов В.П., Салий И.Н. Шлейфовые трансформаторы сопротивлений на канонических нерегулярных линиях передачи//Вопросы прикладной физики. 2006. Вып. 13. -с. 66 -69.
  39. Фролов А.Д. Электрические и упругие свойства мёрзлых пород и льдов. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2005. -607 с.
  40. Нефёдов Е.И., Фиалковский А.Т. Полосковые линии передачи. Теория и расчёт типичных неоднородностей. -М.: Наука, 1974. -128 с.
  41. Зайцев С.В., Фиалковский А.Т. Краевые эффекты в полосковых структурах при произвольном угле скольжения волны. -Изд. Вузов: Радиофизика -1981, т. 24, № 9, с. 1152-1158.
  42. Гвоздев В. И., Нефёдов Е.И. Объёмные интегральные схемы СВЧ. -М.: Наука, 1985.-247 с.
  43. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн: Учебник для вузов/Г.А. Ерохин, О.В. Чернышев, Н.Д. Козырев, В.Г. Кочержевский; Под. ред. Г.А. Ерохина. -2-е изд., испр. -М.: Горячая линия-Телеком, 2004. -491 с.
  44. Denlinger E.J. Losses of microstrip lines. -IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-28, No. 6, Jun 1980, pp. 513-522.
  45. Itoh T., Mittra R. Spectral-domain approach for calculating the dispersion characteristics of microstrip lines/-IEEE Trans. MMT, 1973, v. 21, № 7, рp. 496 -499.
  46. Van de Capelle A.R., Luypaert P.J., Lenken K.U. A computer analysis of the discrete mode spectrum open microstrip transmission lines. -In: Proc. IEEE Int. Microwave Symp., 1978, pp. 413 -415.
  47. Kuester E. F., Chang D. C. Some recent theoretical studies on open microstrip. -In: Proc. IEEE Int. Microwave Symp., 1979, pp. 325 -328.
  48. Заргано Г.Ф., Лерер А.М., Ляпин А.М., Синявский Г.П. Линии передачи сложных сечений. -Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1983. -320 с.
  49. E. Yamashita, K. Atsuki and T. Ueda, "An Approximate Dispersion Formula of Microstrip Lines for Computer Aided Design of Microwave Integrated Circuits", IEEE Trans Microwave Theory and Techniques, vol. 27, pp. 1036-1039, 1979.
  50. Getsinger W. J. Dispersion of parallel-coupled microstrip.-IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-21, 1973, pp. 144 -145.
  51. Kirschning M., Jansen R. H. Accurate Wide-range Design Equations for The Frequency-Dependent Characteristic of Parallel Coupled Microstrip Lines. -IEEE Trans. On micro wave theory and techn. 1984, v. MTT-32, № 1, pp. 83 -90.