Рассеяние электромагнитных волн рамочной антенной с нелинейной нагрузкой

Заборонкова Татьяна Михайловна

ЗАБОРОНКОВА Т.М.

НЕЛИНЕЙНАЯ радиолокация

РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН РАМОЧНОЙ АНТЕННОЙ С НЕЛИНЕЙНОЙ НАГРУЗКОЙ

Заборонкова Т. М.

Нижегородский государственный технический университет (НГТУ), 603950 Нижний Новгород, Россия

Поступила в редакцию 23.09.2010

Исследовано обратное рассеяние плоско поляризованных электромагнитных волн дециметрового диапазона на тонкой круговой металлической рамке с сосредоточенной нелинейной нагрузкой, расположенной в воздухе вблизи границы воздух-материальная среда. Изучено угловое распределение поля рассеянного антенной на второй гармонике зондирующего сигнала в обратном направлении. Проанализировано влияние диэлектрического сердечника на рассеянное поле на примере задачи о рассеянии электромагнитных волн на нелинейно нагруженной рамке с сердечником сферической формы, расположенной в материальной среде. Показано, что наличие у антенны диэлектрического сердечника может приводить при определенных условиях к увеличению обратно рассеянного поля.

Ключевые слова: рамочная антенна, нелинейная нагрузка, рассеяние электромагнитных волн, диэлектрический сердечник, граница раздела материальных сред, нелинейные маркеры.

УДК 537.867.4, 621.396.67_______________

содержание

1. Введение (70)

2. Рассеяние радиоволн на антенне, расположенной параллельно границе раздела материальных сред (71)

3. Рассеяние радиоволн на антенне с диэлектрическим сердечником, расположенной в материальной среде (73)

4. Заключение (75)

Литература (75)

1. ВВЕДЕНИЕ

Бпервые эффект нелинейного рассеяния электромагнитных волн объектами был обнаружен в сороковых годах прошлого столетия при

использовании мощных передатчиков и приёмников на ограниченном пространстве (в частности, палубе корабля). Было отмечено, что при попадании в электромагнитное поле передатчиков металлических конструкций, представляющих собой сочленяющиеся части, такие как лестницы, предохранительные перила, антенные растяжки, цепи заграждения и тому подобные структуры, в спектре рассеянного сигнала появляются дополнительные спектральные компоненты, которых не было в спектре падающего на них потока электромагнитных волн. Причина возникновения нелинейного рассеяния — наличие в объектах элементов с нелинейными свойствами (несовершенные электрические контакты металлических конструкций, полупроводниковые элементы электронных средств и т.п.).

Новая технология получения информации об окружающей нас среде, основанная на нелинейном рассеянии электромагнитных волн объектами с нелинейными включениями, возникла в 70-е годы прошлого столетия. Эффект появления в рассеянном объектом поле спектральных компонент, отсутствующих в поле зондирующего сигнала (ЗС), позволяет осуществлять их обнаружение, а в ряде случаев — дистанционно получать информацию о динамических процессах в объектах и окружающей их среде. Б начале исследований по использованию нелинейных эффектов обозначились два основных направления (см. обзоры [1, 2] и указанную там литературу): 1) дистанционное обнаружение объектов, обладающих способностью нелинейного рассеяния радиоволн; 2) разработка и исследование искусственных нелинейных рассеивателей — маркеров для обозначения и дистанционного поиска объектов. Б последние 30 лет эти направления продолжали активно развиваться, а сфера их использования — расширяться.

НЕЛИНЕЙНАЯ РАДИОЛОКАЦИЯ

К настоящему времени перечень возможных областей использования охватывает широкий круг прикладных задач, решение которых традиционными радиолокационными методами малоэффективно. так, например, нелинейные радиолокаторы, основу которых составляют антенны с нелинейной нагрузкой, позволяют решать задачи дистанционного обнаружения мин, радиоуправляемых фугасов, выявления скрытых дефектов в промышленных зданиях (дефектоскопия), поиска людей, пропавших во время катастроф [3-6], маркировки материальных ценностей и т.д.

нелинейному рассеянию электромагнитных волн на рамочных и вибраторных рассеивателях, размещенных в свободном пространстве, посвящены работы [7-10]. особенности рассеяния электромагнитных волн на кольцевой рамке и вибраторе, нагруженных на полупроводниковый диод, и расположенных в среде параллельно плоской границе раздела земля—воздух, исследовались в [11-14]. В частности, в [11] в приближении слабой нелинейности было показано, что рассеянное на гармониках зондирующего сигнала поле антенной, расположенной в земле, имеет осциллирующий характер с периодом, по определенному закону зависящим от диэлектрической проницаемости среды, длины падающей волны и размеров рассеивателя. Полученные зависимости впоследствии использовались при разработке поисковых систем, работающих на принципе приема гармоник зондирующего сигнала [4]. Данная работа является продолжением указанных исследований и посвящена рассеянию электромагнитных волн дециметрового диапазона на тонкой круговой металлической рамке (нагруженной на нелинейный элемент), расположенной в воздухе вблизи плоской границы воздух-материальная среда. В частности, во втором разделе анализируется влияние границы раздела воздух-материальная среда на угловое распределение обратно рассеянного на второй гармонике ЗС поля. Особый интерес для практических приложений представляют задачи рассеяния радиоволн на нелинейно нагруженных антеннах с диэлектрическим сердечником. В работах [15, 16] экспериментально и теоретически исследовалось рассеяние электромагнитных волн на расположенной в воздухе рамке с диэлектрическим сердечником. В третьем разделе настоящей статьи обсуждается рассеяние электромагнитных

РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН РАМОЧНОЙ АНТЕННОЙ С НЕЛИНЕЙНОЙ НАГРУЗКОЙ

волн на нелинейно нагруженной рамке с диэлектрическим сердечником сферической формы, расположенной в материальной среде (снег, бетон). Сердечник антенны изготовлен из биологического материала с большим содержанием влаги (модель головы человека). Как известно [4], антенны с нелинейной нагрузкой являются основным элементом маркеров. Поэтому результаты этих исследований могут быть использованы при создании нелинейных маркеров для радиолокационных систем, предназначенных для поиска людей в обвалах зданий, снежных лавинах и т.д.

2. РАССЕЯНИЕ РАДИОВОЛН НА АНТЕННЕ, РАСПОЛОЖЕННОЙ ПАРАЛЛЕЛЬНО ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА МАТЕРИАЛЬНЫХ СРЕД

Теоретическое рассмотрение, как и в работах [11-14], проводится для установившегося режима в приближении слабой нелинейности, что позволяет в нелинейно рассеянном сигнале учитывать конечное число гармоник ЗС. Вольт-амперная характеристика нелинейного элемента может быть в общем случае представлена в виде полинома третьей степени

I = (V + ev + вУ)!\ ,

где I — ток, протекающий через нелинейную нагрузку (НН); V — напряжение на нагрузке; в — коэффициенты нелинейности; — активное сопротивление нагрузки. При нелинейной нагрузке в виде полупроводникового диода основной вклад в рассеянное поле дает вторая гармоника, а при нагрузке в виде контакта металлических элементов — третья. Поэтому, как правило, для указанных видов нагрузок ограничиваются приемом второй или третьей гармоник рассеянного поля

[4, 7].

Для определения поля, рассеянного круговой тонкой металлической рамкой произвольных электрических размеров, необходимо знать реальное распределение тока, которое находится из граничного условия для электромагнитного поля на поверхности идеального проводника. Условие 2а « min{b, X} (где 2а — диаметр провода, из которого изготовлена рамка; b — радиус рамки, X — длина волны в среде) позволяет считать, что ток в рамке имеет одну азимутальную составляющую и является функцией только этой координаты. Падающее поле на частоте ЗС зададим в

71

ЗАБОРОНКОВА Т.М.

НЕЛИНЕЙНАЯ радиолокация

виде плоско поляризованной электромагнитной волны. Предполагаем, что волна падает из вакуума под углом в к направлению нормали к границе раздела. будем решать задачу в цилиндрической системе координат (r, ф, %), ось 0Z которой проходит через центр рамки; значения z > 0 соответствуют вакууму, а z < 0 — диэлектрику. Б приближении слабой нелинейности (в V « 1), из граничных условий для поля на поверхности металлической рамки получаем, что ток на основной гармонике ЗС IJf) и ток на второй и третьей гармониках ЗС INJf) находятся соответственно из уравнений:

е»+Epp=RaimS{p p)

z=d, r=b

EN„ w+w'

= Ro PM

%-Д i)

b

z=d, r=b

где

2^-1 '

(1)

(2)

Б соотношениях (1)-(2) — поле, созда-

ваемое рамкой при учете границы раздела;

— поле падающей плоской волны в месте расположения рамки; En — эффективная электродвижущая сила (ЭДС), обусловленная наличием НН и создающая ток на высших гармониках; ф^

— угловая координата, характеризующая положение на рамке нелинейной нагрузки; d — расстояние от рамки до границы; N — номер гармоники ЗС. Электрическая схема нелинейной нагрузки в виде полупроводникового диода приведена в [11].

Решение уравнений (1) и (2) ищем в виде рядов Фурье:

ГО

L ((Р) = Х Р.шМ)™ m(P’

m=0

_ -2bim+1 E0

Z0 (am,m + am,m )

exp [ik0 d cos в] +

+ cos в -Vs - sin2 в _ cos в + \Js - sin2 в

X Jm (k0b Sine) >

exp [-ik0d cos в]

X

m, Nrn

R P„K (<p„ )|n

2nZQ (am,Nm + am,Nrn )

(3)

Коэффициенты amNm и amNm, стоящие в знаменателе соотношений (3), вычисляются по известным формулам [11, 14]; Z0 = / е0,

к0 = а)^с(1р(1, s0 и /л0 магнитная и диэлектрическая постоянные вакуума соответственно; S = S — io / (DS0 — диэлектрическая проницаемость среды; штрих означает производную от функции Бесселя по аргументу.

Для определения поля, рассеянного рамочной антенной на частотах ЗС, необходимо решить задачу об излучении рамки с заданным распределением токов. Опуская ряд математических выкладок, можем записать следующее выражение для азимутальной компоненты поля, излучаемого током на частоте соответствующей гармоники ЗС, в области пространства z > 0:

E<?,nSt’V’ z) = iZ0 ^2,

= -— Ъ PnoM,cos m(v - Vni)’

4ПГ „=0

где функция GmN^ представляется как

да f

Gm,Nm (r, z) = \\m2 N Jm (k0b$) Jm (кй r^)--T Nk°br Jm (kobP) JL(ko Д)} exP [-koYo |z - d\] ^T

YoT

(4)

h (m)

2, m Ф 0 1, m = 0’

(<p) = £ L. N»h(m)cos m{(p-ynl).

m=0

!■

ч2 п Y - Yl N Y + Yi

Jm ( k0bT) Jm ( k0 rT)~

T Nk°br JL( kobT) JL( ko rT)\ exP [-ko Yo \z + A ] Щ-,

Yo Yo +Yi

+

Б случае горизонтальной поляризации падающей волны (вектор электрического поля в падающей волне параллелен границе раздела) коэффициенты I и I лт представляют/ А А ш,ы m,N^i-

ся в виде:

Yo =4e - N2, Yl =^2 -sN2.

На основании приведенной выше формулы (4) выполнены численные расчеты, позволяющие исследовать влияние

НЕЛИНЕЙНАЯ РАДИОЛОКАЦИЯ

РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН РАМОЧНОЙ АНТЕННОЙ С НЕЛИНЕЙНОЙ НАГРУЗКОЙ

73

параметров среды на рассеянное в обрат-ном направлении электрическое поле на гармониках зС.

На рис. 1 изображены зависимости модуля азимутальной компоненты электрического поля, рассеянного в обратном направлении на второй гармонике зС (\Еф2ш \), от угла падения волны в при двух значениях расстояния r / а0 = Vг2 +z2, r = Rsine, Z = Rcose от антенны до точки наблюдения: R/X0 = 10 (сплошная линия) и R/X0 = 100 (пунктирная линия). в расчетах предполагалось, что а/Х0 = 1.5*10-3 (где — длина волны в свободном пространстве), в2 = 5.6 В-1, R0 = 200 Ом, Е0 = 1 В/м, Ф = Vni = 0. Высота расположения рамки над границей раздела сред d/X = 0.5, радиус рамки Ь/ Хд= 1 /4л. Здесь и далее выбранные для расчетов

сти электрического поля на второй гармонике зондирующего сигнала от угла в при 2nb/X() = 0.5, ф = ф = 0, d/X() = 0.5 для двух значений е: а) е = 7, б) S =80, о = 0.03 См/м.

параметры соответствуют условиям экспериментов [11, 15]; в качестве нелинейной нагрузки использовался полупроводниковый диод. Рис. 1а соответствует значению диэлектрической проницаемости среды е = 7 (земля); рис. 1б — S = 80, о = 0.03 См/м (вода). Из рис. 1а,б следует, что поле, рассеянное в обратном направлении на гармониках зС, при увеличении расстояния до точки наблюдения локализуется в области меньших углов в (для выбранных значений параметров при углах в < 30°). Положение максимумов и минимумов рассеянного сигнала слабо зависит от значения диэлектрической проницаемости среды.

В заключение отметим, что в [17] обсуждались особенности рассеяния электромагнитных волн нелинейным рассеивателем, находящимся вблизи взволнованной поверхности акватории. Было показано, что возникновение на поверхности достаточно высоких волн, как правило, приводит к снижению среднего значения мощности рассеянного сигнала вследствие уменьшения времени локационного контакта зондирующей установки с нелинейным рассеивателем, скрывающимся за гребнями волн, и вариаций его углового положения относительно фронта электромагнитной волны ЗС. Однако существует оптимальный угол зондирования, обеспечивающий максимизацию средней мощности рассеянного сигнала. Он определяется высотой и крутизной волн, углом зондирования и диаграммой обратного рассеяния антенны.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. РАССЕЯНИЕ РАДИОВОЛН НА АНТЕННЕ С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕРДЕЧНИКОМ, РАСПОЛОЖЕННОЙ В МАТЕРИАЛЬНОЙ СРЕДЕ

В настоящем разделе рассматриваются особенности рассеяния электромагнитных волн на круговой тонкой металлической рамке с диэлектрическим сферическим сердечником. Антенна расположена в изотропной среде с произвольным значением диэлектрической проницаемости. Исследование нелинейно рассеянного сигнала проводится, как и в предыдущем разделе, для установившегося режима. Кратко опишем алгоритм определения поля, рассеянного на гармониках зС. Вначале решается антенная задача в линейном приближении и определяется распределение тока в круговой рамке на частоте зондирующего сигнала при наличии у рамки диэлектрического сердечника [16]. Падающее поле задается

ЗАБОРОНКОВА Т.М.

НЕЛИНЕЙНАЯ радиолокация

в виде плоско поляризованной волны, имеющей только азимутальную компоненту электрического поля. токи на высших гармониках зС возбуждаются благодаря наличию сосредоточенной ЭДС, обусловленной присутствием локальной нелинейной нагрузки. затем для заданного распределения тока определяются компоненты напряженностей электромагнитного поля, излучаемого антенной с диэлектрическим сердечником на частоте соответствующей гармоники зС.

Итак, рассмотрим диэлектрический шар радиуса b в сферической системе координат (r, в, ф) начало отсчета которой совместим с центром шара. Пусть свойства среды внутри шара характеризуются относительной диэлектрической проницаемостью s, вне шара — s2 соответственно

(£i,2 Д;

-Ю

1,2

m s, P(cose,) p;(cose)

U s As

+ /•

¥n (kb) dp: (cos0o) dp: (cose)

'n\' V1

A,

de

A

sine sine

-m(n)

J /

a + b

где

y( m, n) =

2n +1 (n - m)! n(n +1) (n + m)!’

к = £,п\КЩ¥-Уп (k2b)d2^

As = zn2) (k2b)diw - Vn (kib)d2^,

Ai =&)(k2b)div-Vn (kibK^

Dl,2y ~¥n ( Kl,2B ) + К1,2Ь¥ n ( Kl,2 B ,

^1,21 =&]{К,2Ь) + KB® (К1,2Ь) >

k1,2 k0 V £1,2 ’

Z = do

1 V£o£i’ ¥„ (X) и &2(x)

сферических функций Бесселя перр ого и третьего рода соответственно, а (х) и ^ ( (х) их производные по аргументу; Р™ (cos0) — присоединенные функции Лежандра (сферические функции) первого рода.

Выражения для коэффициентов а и b приве-

к 11 mm*-

дены в [16, 18].

Для распределения тока на второй гармонике ЗС (12ш(ф)) получаем следующее выражение:

11, (?)=

-в К? )Г М

1nZ1

<Z h(m)

m=0

1

(aim + b1m )

cos[m(?-?H/)],

/cos0). Положение рамки на сер-

дечнике (и соответственно ее радиус с) будет определяться меридиональным углом в = в. Заметим, что в случае тонкой антенны выполняются соотношения а « с = b sine, а1'X « 1 (а — как и ранее, радиус поперечного сечения провода, из которого изготовлена рамка, X — длина волны в среде).

ток на частоте зС, возбуждаемый в рамке плоской электромагнитной волной, падающей под углами в, ф0 записывается в виде 2 E ®

ш=-f Е EKmn) t"

А<1 m=-cn nAm

(5)

здесь в2 — параметр нелинейности; I— величина тока на частоте зС в месте расположения нелинейной нагрузки; а2ш и b2m — известные коэффициенты, определяемые по тем же формулам, что и коэффициенты ат и bm, но на частоте 2ы [16]. Угол фп1 определяет положение нелинейной нагрузки на антенне.

По известному распределению тока в рамке (5) нетрудно определить излучаемое им поле. Ниже приведем выражения для в- и ф-компонент напряженности электрического поля в области пространства r > b:

iZ +”

Евлш (г,0,ф) =---X 1ш,2ш°вш sin m(P- 9ni )>

r sm0

EV,2m (Г,в,Р) =

iZ +Xl

= - ' Z ^Im,2mG9m C0S m((P-Vnl )•

2r sin в m~o

(6)

(7)

Функции G и G определяются на частоте 2ы

J вт фт 1

вт фт

соотношениями вида

GSm = Е mY(m’ п)

(k2 Г) + К2 Г^П2>(к2Г)

к1ЬА?г

sin в РПМ (cos в)

8Рпт (cos 8) дв

у к2ге(кR)Vn(ki*)sin(cosвpm(cos8)[,

Аи

Gfm и) |

к,Ь

дв

Р (cos вк (cos0) -

у к2г)Уит 8Р:(cosв) 8Р:(cos0)

А,,,

дв дд

sin в sin 0 (

где

£

=— ] (К2b)dlV - V„ {klb)d2,,

X

e

т

г

НЕЛИНЕЙНАЯ РАДИОЛОКАЦИЯ

РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН РАМОЧНОЙ АНТЕННОЙ С НЕЛИНЕЙНОЙ НАГРУЗКОЙ

75

V = ^«\кib)div ~¥„iKb)d4.

На основании формул (6) и (7) выполнены численные расчеты, позволяющие исследовать влияние параметров рамки и сердечника на излучаемые электрические поля на удвоенной частоте зС. Б настоящей работе исследуется случай, когда сердечник антенны состоит из биологического материала с большим содержанием влаги (например, голова человека). Эта ситуация реализуется при использовании нелинейных рассеивателей для поиска пропавших людей, например, в снежных лавинах или разрушенных зданиях. Б расчетах будем полагать, что относительная диэлектрическая проницаемость sx биологических тканей равна 80, а удельная проводимость о1 = 0.03 См/м. Для снега будем считать s2 = 1.2, о = 10-5 См/м, а для бетона — s2 = 6.5, о = 0.02 См/м. Бсе расчеты выполнены при следующих значениях параметров антенны и ЗС: a/Х = 10-3, в2 = 5.6 В-1, R0 = 200 Ом, в = в0 = в = п/2, ф = ф = ф = п/2, г/Х = 10. Б качестве примера на рис. 2 представлены зависимости амплитуды азимутальной компоненты напряженности электрического поля на удвоенной частоте зС от электрических размеров рамки (параметра l/X) с сердечником, помещенной в снег (рис. 2а) и бетон (рис. 2б).

Положение резонансных всплесков можно приближенно оценить по формуле l / X ~ m / y[S , где m = 1, 2, 3,... Наличие сильного поглощения в бетоне приводит к резкому уменьшению амплитуды поля.

0.1 0.3 0.5 0.7 0.S1.0 0.1 0.3 0.5 0.7 0.S1.0

WL WL

Рис. 2. Зависимость амплитуды азимутальной компоненты напряженности электрического поля на второй гармонике зондирующего сигнала от электрических размеров рамки для двух значений диэлектрической проницаемости среды: а) снег s2 = 12, о2 = 10-1 См/м, б) бетон — s2 = 6.5,~о2 = 0.02 См/м. Диэлектрическая проницаемость сердечника: Sx =80, о1 = 0.03 См/м.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в приближении слабой нелинейности исследовано рассеяние электромагнитных волн на круглой рамке с локальной нелинейной нагрузкой при наличии диэлектрического сердечника или плоской границы раздела материальных сред. Численно рассчитаны и проанализированы зависимости компонент напряженности электрического поля рассеянного рамкой в обратном направлении на удвоенной частоте зондирующего сигнала от электрических размеров антенны, типа материала сердечника. Показано, что наличие у антенны диэлектрического сердечника может приводить к увеличению сигнала рассеянного на гармониках ЗС из-за резонансного переот-ражения сигнала внутри сердечника. Исследовано влияние дальности расположения точки приема на угловое распределение поля на второй гармонике ЗС, рассеянного в обратном направлении. Показано, что поле, рассеянное в обратном направлении, на гармониках ЗС при удалении точки наблюдения локализуется в области меньших углов в; при этом положение максимумов и минимумов рассеянного сигнала слабо зависит от значения диэлектрической проницаемости среды. Полученные результаты могут быть использованы при разработке поисковых систем, предназначенных для обнаружения объектов с нелинейными включениями.

Автор благодарен А.А. Горбачеву за предложенную тему исследований и обсуждение результатов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 08-02-97026).

ЛИТЕРАТУРА

1. Кузнецов А.С., Кутин Г.И. Методы исследования эффекта нелинейного рассеяния электромагнитных волн / / Зарубежная радиоэлектроника, 1985, № 4, с. 41-53.

2. Горбачев А.А. Особенности зондирования электромагнитными волнами сред с нелинейными включениями / / Радиотехника и электроника, 1996, т. 41, № 2, с. 152-157.

3. Chuang H.-R., Chen Y-F., Chen K-M. Automatic clutter-canceller for microwave life-detection systems / / IEEE Trans. Instrum. And Meas, 1991, V-IM. 40, №4, р.747.

ЗАБОРОНКОВА Т.М.

НЕЛИНЕЙНАЯ радиолокация

4. Агрба Д.Ш., Бабанов Н.Ю., Бычков О.С. и др. Нелинейные рассеиватели как средства маркировки // нелинейный мир, 2007, т. 5, N° 7-8, с. 445-450.

5. Васенков А.А. О дистанционном обнаружении биологических объектов на основе нелинейного рассеяния электромагнитных волн // Радиотехника и электроника, 1999, т. 44, № 5, с. 611-614.

6. Бабанов Ю.Н., Горбачев А.А., Ларцов С.В. и др. Об использовании эффекта нелинейного рассеяния радиоволн при поиске терпящих бедствии на воде // Радиотехника и электроника, 2000, т.45, №6, с. 676-680.

7. Штейншлейгер В.Б. Нелинейное рассеяние радиоволн металлическими объектами // УФН, 1984, т. 142, вып. 1, с. 131-145.

8. Горбачев А.А., Заборонкова Т.М. Рассеяние радиоволн на нелинейных антенных вибраторных системах // Радиотехника, 1998, т. 10, с. 89-95.

9. Gorbachev A.A., Zabornnkova Т.М., Tarakankov S.P. и др. Scattering of electromagnetic waves by thin metallic antennas with local nonlinear load // Electromagnetics, 1998, V 18, № 5, р. 439-452.

10. Gorbachev A.A., Zaboronkova Т.М., Vasenkov A.A. Electromagnetic wave scattering from antennas with nonlinear load // Progress in Electromagnetic Research, 1999, V 22, P 29-49.

11. Gorbachev А.А., Zaboronkova T.M., Tarakankov

5. P. Scattering of electromagnetic waves by nonlinear antennas under presence of a two media boundary // JEWA, 1995, V 9, № 10, P 1285-1299.

12. Горбачев А.А., Заборонкова Т.М. Нелинейное рассеяние электромагнитных волн на антеннах, расположенных вблизи границы раздела сред // Радиотехника, 2001, № 9, с. 26-30.

13. Горбачев А.А., Заборонкова Т.М., Васенков А.А. Рассеяние электромагнитных волн вибратором с нелинейной нагрузкой, расположенным вблизи границы раздела сред // Радиотехника и электроника, 2002, т. 47, № 6, с. 694 -699.

14. Заборонкова Т.М., Шорохова Е.А. Влияние земной и водной поверхности на электромагнитное поле, рассеянное на гармониках 3С круговой рамочной антенной // Нелинейный мир, 2008, т.

6, № 11-12, с. 630-634.

15. Горбачев А.А., Заборонкова Т.М., Васенков А.А., Шорохова Е.А. Рассеяние электромагнитных волн нелинейно нагруженной рамкой с диэлектрическим сердечником // Нелинейный мир, 2007, т. 5, № 7-8, с. 477-483.

16. Заборонкова Т.М., Шорохова Е.А. Нелинейное рассеяние электромагнитных волн на круговой рамке с диэлектрическим сердечником // Успехи

современной радиоэлектроники, 2008, т. 13, № 11, с. 10-18.

17. Васенков А.А., Горбачев А.А., Заборонкова Т.М. Нелинейный рассеиватель электромагнитных волн на взволнованной поверхности акватории // Нелинейный мир, 2008, т. 6, № 11-12, с. 644-648.

18. An L.N., Smith G.S. The horizontal circular loop antenna near a planar interface // Radio science, 1982, V 17, № 3, P 483-502.

Заборонкова Татьяна Михайловна,

действительный член РАЕН, д. ф.-м. н., профессор, Нижегородский государственный технический университет 603950 Н.Новгород, ул. Минина, д. 24, тел. (831) 432-5709, [email protected].

НЕЛИНЕЙНАЯ РАДИОЛОКАЦИЯ

SCATTERING OF ELECTROMAGNETIC WAVES BY LOOP ANTENNA WITH NONLINEAR LOAD

Zaboronkova T. M.

Technical University of Nizhny Novgorod (NGTU), Minina str, 24, 603950 Nizhny Novgorod, Russia tel. +7(831) 432-5709, e-mail: [email protected].

Backscattering of plane electromagnetic waves of VLF frequency range by thin circular metallic ring antenna with nonlinear load and located into the air nearby the plane boundary between air-dielectric media is investigated. The angle distribution of backscattered field at the double-frequency of sounding signal is studied. The influence of the spherical dielectric core on the backscattered field by the nonlinear loaded antenna is analyzed. Antenna is localized into the isotropic dielectric media. It has been shown that the presence of a dielectric core may lead to an increase of the double-frequency backscattering signal.

Keywords: loop antenna, nonlinear load, scattering of electromagnetic waves, dielectric core, boundary between dielectric media, nonlinear markers.

УДК 537.867.4, 621.396.67

Bibliography — 18 references Received 23.09.2010

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Заборонкова Татьяна Михайловна

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Заборонкова Татьяна Михайловна

SCATTERING OF ELECTROMAGNETIC WAVES BY LOOP ANTENNA WITH NONLINEAR LOAD

Текст научной работы на тему «Рассеяние электромагнитных волн рамочной антенной с нелинейной нагрузкой»