Определение и идентификация параметров конденсированных сред методом …
1
УДК 620.192
Определение и идентификация параметров
конденсированных сред методом исследования
в СВЧ-диапазоне
© Р.Ю. Герасимов
1
, В.Н. Бовенко
1
, М.Ю. Герасимов
2
1
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
2
Институт машиностроения им. А.А. Благонравова, Москва, 101990, Россия
Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований взаи-
модействия радиоволн в диапазоне частот 2,0…4,2 ГГц с частицами порошков
карбида кремния и водными растворами NaCl и LiCl. Экспериментально установ-
лено изменение формы регистрируемых сигналов и смещение спектра в стоксову
область частот при увеличении размеров микрочастиц. Исследованы амплитудно-
частотные характеристики спектров сигналов. Высокая точность определения
частоты 10
–9
…10
–10
позволила достичь чувствительности смещения спектра ча-
стот (5…6) 10
9
Гц/м.
Ключевые слова:
радиоволны, спектр, конденсированная среда, полимодальное
распределение, фрактал, скейлинг.
Введение.
Метод исследования в СВЧ-диапазоне предназначен
для решения задач идентификации, дефектоскопии и дефектометрии
в сложных системах, конструкциях и многослойных материалах. Ме-
тод основан на регистрации сканирующим широкополосным прием-
ником спектров радиоволновых излучений, возникающих вследствие
возбуждения переменных высокочастотных токов смещения и про-
водимости в объекте исследования или в его отдельных элементах,
помещенных между гибкими обкладками емкостного рабочего дат-
чика, и последующем анализе получаемых спектров на аппаратно-
программном комплексе (АПК).
Установка (рис. 1) работает следующим образом: на объект иссле-
дования
1
устанавливают электрическую емкость
2
, которая вместе с
генератором переменного высокочастотного напряжения
3
составляет
электромагнитный колебательный контур. Затем подают переменное
высокочастотное напряжение, фиксируют изменение частоты элек-
тромагнитной волны радиоволнового диапазона приемной антенной,
связанной со сканирующим устройством
4
, и обрабатывают сигнал со
сканирующего устройства на персональном компьютере
5
путем срав-
нения сигнала от объекта исследования с типовыми сигналами.
Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в
исследуемом объекте возбуждают электромагнитное поле внешним
электромагнитным излучением, в результате возникают макротоки и
характерные для емкостного элемента токи смещения. Облучение
осуществляется с помощью двух проводящих гибких пластин через
две диэлектрические пластины, исполняющие роль своеобразного
