Статья 10318

Название статьи

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МНОГОЧАСТОТНОГО
РАДИОВОЛНОВОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ МНОГОСЛОЙНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 

Авторы

Казьмин Александр Игоревич, кандидат технических наук, преподаватель, Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» (Россия, г. Воронеж,
ул. Старых Большевиков, 54А), E-mail: alek-kazmin@yandex.ru
Федюнин Павел Александрович, доктор технических наук, профессор, начальник кафедры, Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» (Россия, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А), E-mail: fpa1@yandex.ru 

Индекс УДК

537.86; 621.317.335.31 

DOI

10.21685/2072-3059-2018-3-10 

Аннотация

Актуальность и цели. Широкое распространение многослойных диэлектрических структур в современной науке и технике обусловливает необходимость точного и достоверного контроля их электрофизических и геометрических параметров. Контроль при этом, как правило, должен быть неразрушающим с односторонним доступом при измерениях. Одним из путей решения этой задачи является применение радиоволновых методов контроля, в частности, методов сверхвысокочастотного зондирования. Основу любого радиоволнового метода контроля составляет электродинамическая модель взаимодействия электромагнитного поля с исследуемым материалом. При этом выбор и обоснование электродинамической модели оказывают существенное влияние на точность и достоверность проводимых измерений. Цель исследования – разработка электродинамической модели многочастотного радиоволнового контроля параметров многослойных диэлектрических материалов с произвольным числом слоев на основе взаимодействия поверхностных медленных электромагнитных волн с объектом контроля.
Материалы и методы. Исследования базируются на применении теории макроскопической электродинамики, распространения электромагнитных волн в неоднородных средах, методах электродинамического машинного моделирования, теории антенн и измерений.
Результаты. Разработана электродинамическая модель на основе дисперсионных уравнений, позволяющая связать относительные диэлектрические проницаемости и толщины многослойного диэлектрического материала с коэффициентом ослабления поля поверхностной медленной электромагнитной волны по нормали к поверхности покрытия. Проведенная проверка достоверности и точности электродинамической модели показала хорошее совпадение теоретических зависимостей коэффициента ослабления поля поверхностной медленной волны от электрофизических и геометрических параметров многослойного покрытия с полученными в ходе электродинамического моделирования в системе моделирования CST Studio Suit зависимостями. Выводы. Предложенная модель может служить основой для разработки многочастотных радиоволновых способов контроля электрофизических и геометрических параметров многослойных диэлектрических материалов. 

Ключевые слова

многослойный диэлектрический материал, электродинамическая модель, электрофизические параметры, многочастотный радиоволновой контроль, поверхностная электромагнитная волна, дисперсионное уравнение 

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Федюнин, П.А. Способы радиоволнового контроля параметров защитных покрытий авиационной техники / П. А. Федюнин, А. И. Казьмин. – М. : Физматлит, 2013. – 190 с.
2. Неразрушающий контроль и диагностика : справочник / под ред. В. В. Клюева. – М. : Машиностроение, 1995. – 408 с.
3. Федюнин, П. А. Теоретическое обоснование применения электромагнитных поверхностных волн в диагностике состояния диэлектрических и магнитодиэлектрических покрытий / П. А. Федюнин, А. И. Фесенко, А. И. Казьмин // Радиотехника. – 2009. – № 2. – С. 30–39.
4. Бору лько, В. Ф. Многочастотные СВЧ неразрушающие методы измерения параметров слоистых диэлектриков / В. Ф. Борулько, О. О. Дробахин, И. В. Славин. – Днепропетровск : Изд-во ДГУ, 1982. – 120 с.
5. Фельд, Я. Н. Антенно-фидерные устройства / Я. Н. Фельд, Л. С. Бененсон. – М. : ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1959. – Ч. 2. – 551 с.
6. Balanis, C. A. Advanced engineering electromagnetic / C. A. Balanis. – USA : John Wiley & Sons, 1989. – 1002 p.
7. Encyclopedia of RF and microwave engineering / Еd. by Kai Chang. – USA : John Wiley & Sons, 2005. – 5949 p.
8. Patrovsky, A. Dielectric Slab Mode Antenna for Integrated Millimeter-wave Transceiver Front-ends / Andreas Patrovsky, Ke Wu // Universal Journal of Electrical and Electronic Engineering. – 2013. – № 1 (3). 

 

Дата создания: 19.11.2018 15:41
Дата обновления: 16.04.2019 15:37