Неспотворений прийом імпульсного сигналу без носійної частоти феритовою антеною
Анотація
Актуальність. В останні десятиліття сформувався новий напрямок радіолокації, в якому знайшли своє застосування часово та просторово обмежені сигнали з різноманітними видами обвідної та шириною частотного спектру. Застосування таких надширокосмугових (НШС) електромагнітних імпульсів при розв’язанні задач підповерхневого зондування вимагає змін у принципах побудови апаратури радіолокаційних систем, у тому числі і приймальних антенних систем.
Актуальною залишається задача побудови малогабаритної імпульсної НШС приймальної антени, яка має високу чутливість та не спотворює форму сигналу, який приймається. В якості таких антен можна використовувати феритові рамочні антени. Застосування феритових стрижнів у приймальних антенах дає змогу підвищити їх чутливість, залишаючи габарити малими. Методи конструювання НШС імпульсних феритових антен знаходяться ще в початковій стадії свого розвитку і потребують всебічних фундаментальних і прикладних досліджень.
Мета роботи. Дослідити форму наведеного струму у приймальній антені, яка являє собою феритовий стрижень, охоплений витком провідника, при збудженні антени імпульсним електромагнітним полем у вигляді найбільш поширених функцій без носійної частоти.
Методи. Для розрахунків наведених струмів у провіднику, який охоплює феритовий стрижень, використовувався метод кінцевих різниць у часовому просторі (FDTD).
Результати. Виявлено взаємозв’язок та визначені співвідношення між оптимальними, з точки зору ефективного неспотвореного прийому сигналу, електродинамічними параметрами феритового елемента антени та частотно-часовими параметрами збуджуючого імпульсного поля у вигляді найбільш поширених функцій без носійної частоти, а саме функцій Гауса, 1-ї та 2-ї похідних за часом функції Гауса.
Висновки. Визначені параметри феритового елемента імпульсної приймальної антени та збуджуючого імпульсного електромагнітного поля без носійної частоти, при яких приймальна антена у вигляді феритового стрижня, охопленого витком провідника, забезпечує чутливий неспотворений прийом імпульсного сигналу.
Завантаження
Посилання
Shirman IaD. O pervykh otechestvennykh issledovaniiakh po SShP lokatcii [About the first domestic studies on UWB location]. Radiotekhnika i elektronika. 1991;36(1):96-100. [in Russian].
Kharmut KhF. Nesinusoidalnye volny v radiolokatcii i sviazi [Nonsinusoidal waves in radar and communications]. red. A.P. Maltceva. Moskva: Radio i sviaz, 1985. 376 p. [in Russian].
Astanin LIu, Kostylev AA. Osnovy sverkhshirokopolosnykh radiolokatcionnykh izmerenii [Basics of ultra-wideband radar measurements]. Moskva: Radio i sviaz.1989. 192 p. [in Russian].
Masalov SA, Pochanin GP. Problemy i puti razvitiia sverkhshirokopolosnoi videoimpulsnoi georadiolokatcii [Problems and development paths of ultra-wideband video pulse georadar]. Radiofizika i elektronika. Kharkov: Institut radiofiziki i elektroniki NAN Ukrainy. 2005;10:633-640. [in Russian].
Khomich VI. Priemnye ferritovye antenny [Ferrite Receiving Antennas]. Moskva-Leningrad: Gos. energoizdat, 1960;370. 64 p. [in Russian].
Bobkov AM. Shirokopolosnaia priemnaia ferritovaia antenna s kombinirovannym serdechnikom [Combined core wideband receive ferrite antenna]: patent rossiiskoi federatcii 2256264, H01Q7/08 (RU). № 2004110863/09; Zaiavleno 2004.04.06.; Opubl. 2005 Jul. 10.
Krymskii VV. Magnitnaia antenna [Magnetic antenna]: A.s. 1681356 SSSR, MKI H01Q 7/06 / (SSSR). № 4349964/09; Zaiavleno 26 Dec. 1987; Opubl. 1991 Sep 30., Biul. №36. S.35. [in Russian].
Ogurtsova TN, Pochanin GP, Kholod PV. Sensitivity of UWB ferrite receiving antennas. Secоnd International Workshop Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals; – 2004 Sep. 19-22; Sevastopol. IEEE; 2004.p. 278-281.
Ogurtsova TN, Pochanin GP, Sidorenko YuB. Excitation of an electromagnetic field pulse in the magnetodielectric cylinder. Telecommunications and Radio Engineering. 2013;72(9):777-789.
Ogurtcova TN. Vybor parametrov ferritovogo elementa dlia impulsnoi SShP priemnoi antenny [Selection of parameters of a ferrite element for a pulse UWB receiving antenna]. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Radioelektronika. 2016;59(9):27-35. [in Russian].
Taflove A, Hagness S. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method. 3rd ed. Boston, London: Artech House. 2005. 1038 p.
Bozort R. Ferromagnetizm [Ferromagnetism]. Moskva: Inostrannaia literatura. 1956. 784 p. [in Russian].
Ogurtcova TN, Sidorenko IuB. Vozbuzhdenie potoka magnitnoi induktcii vnutri magnitodielektricheskogo tcilindra [Magnetic induction flux excitation inside a magnetodielectric cylinder]. Radiofizika i elektronika. Kharkov: In-t radiofiziki i elektron. NAN Ukrainy. 2009;14(3):259-266. [in Russian].
