RU2563581C1 - Remote determination of dielectric constant of dielectric object - Google Patents

Remote determination of dielectric constant of dielectric object Download PDF

Info

Publication number
RU2563581C1
RU2563581C1 RU2014129115/07A RU2014129115A RU2563581C1 RU 2563581 C1 RU2563581 C1 RU 2563581C1 RU 2014129115/07 A RU2014129115/07 A RU 2014129115/07A RU 2014129115 A RU2014129115 A RU 2014129115A RU 2563581 C1 RU2563581 C1 RU 2563581C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dielectric
signal
radiation
frequency
space
Prior art date
Application number
RU2014129115/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Петрович Аверьянов
Андрей Викторович Кузнецов
Игорь Юрьевич Горшков
Станислав Игоревич Воробьев
Игорь Борисович ВОРОБЬЕВ
Виктор Владимирович МЕЩЕРЯКОВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АПСТЕК Лабс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АПСТЕК Лабс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АПСТЕК Лабс"
Priority to RU2014129115/07A priority Critical patent/RU2563581C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2563581C1 publication Critical patent/RU2563581C1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: claimed process comprises the steps that follow. Dielectric object is irradiated with microwave-radiation in N frequencies. Signal is registered that contains the data on dielectric constant of dielectric object with the help of registration channel incorporating registration means. Registered signal is subjected to coherent processing. Signal passed through dielectric signal is registered. Then, defined is the dependence of equation
Figure 00000016
where N is the quantity of microwave radiation frequencies, k is the microwave radiation frequency number (N frequencies), fk is kth frequency of said radiation, i is imaginary unit, c is light velocity in vacuum, Aobjectk is amplitude of signal registered in kth radiation frequency in the presence of object in controlled area of space, Φobjectk is the phase of signal registered in kth radiation frequency in the presence of object in controlled area of space in radians, Acnk is amplitude of signal registered in kth radiation frequency in the absence of object in controlled area of space, Φcnk is the phase of signal registered in kth radiation frequency in the absence of object in controlled area of space, on x - coordinate in axis X connecting the registration means and microwave radiation source. Magnitude xmax is defined whereat F has maximum magnitude. Dielectric constant is defined by the formula:
Figure 00000015
where L is physical dielectric object in axis X.
EFFECT: higher accuracy of dielectric constant determination for moving dielectric objects, process implementation irrespective of dielectric object illumination.

Description

Изобретение относится к области дистанционного измерения физических характеристик объектов, в частности диэлектрической проницаемости диэлектриков.The invention relates to the field of remote measurement of the physical characteristics of objects, in particular the dielectric constant of dielectrics.

Существуют практические задачи, когда требуется определение диэлектрической проницаемости объекта без непосредственного контакта с ним измерительной аппаратуры. Кроме того, исследуемый объект в таких случаях может иметь сложную геометрическую форму, что затрудняет решение задачи.There are practical problems when it is necessary to determine the dielectric constant of an object without direct contact with it of measuring equipment. In addition, the studied object in such cases can have a complex geometric shape, which makes it difficult to solve the problem.

Известен способ определения диэлектрической проницаемости материала, заключающийся в облучении испытуемого образца электромагнитной волной двуплечим излучателем, изменении разности фаз сигналов в плечах излучателя и измерении амплитуды прошедшей волны под углом и определении диэлектрической проницаемости; одновременно с изменением разности фаз в плечах излучателя снимают зависимость амплитуды прошедшей волны от длины плеча, а диэлектрическую проницаемость определяют по формулеA known method for determining the dielectric constant of a material, which consists in irradiating the test sample with an electromagnetic wave by a two-arm radiator, changing the phase difference of the signals in the arms of the radiator and measuring the amplitude of the transmitted wave at an angle and determining the dielectric constant; simultaneously with the change in the phase difference in the arms of the emitter, the dependence of the amplitude of the transmitted wave on the length of the arm is removed, and the dielectric constant is determined by the formula

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где λ0 - длина волны в свободном пространстве; λb - длина волны в двуплечем излучателе; Δ - период следования нулей амплитуды прошедшей волны, а угол θ выбирается из соотношенияwhere λ 0 is the wavelength in free space; λ b - wavelength in a two-arm emitter; Δ is the period of zeros of the amplitude of the transmitted wave, and the angle θ is selected from the relation

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где dk - предельный размер плеча излучателя (SU 1800333 A1, 07.03.1993).where d k is the limiting size of the emitter arm (SU 1800333 A1, 03/07/1993).

Недостатком способа является необходимость контакта излучателя с объектом определения диэлектрической проницаемости. Кроме того, этот объект должен иметь плоскую грань для обеспечения контакта с излучателем. Указанные обстоятельства не позволяют использовать данный способ для дистанционного определения диэлектрической проницаемости объектов.The disadvantage of this method is the need for contact of the emitter with the object of determining the dielectric constant. In addition, this object must have a flat face to ensure contact with the emitter. These circumstances do not allow the use of this method for remote determination of the dielectric constant of objects.

Известен способ определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта путем облучения диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучателем на N частотах; облучение производится на фоне отражателей, которыми являются границы слоев объекта, либо граница диэлектрического объекта и воздуха, либо физическое тело, на котором размещен исследуемый диэлектрический объект. Производят регистрацию сигнала, отраженного от диэлектрического объекта и отражателя, осуществляют преобразование принятых сигналов во временную область, выделяют пиковые временные составляющие во временном спектре, измеряют времена выделенных пиковых временных составляющих и определяют диэлектрические проницаемости и толщины слоев; зондирование и прием осуществляют в секторе углов, а диэлектрические проницаемости и толщины слоев определяют по формулам:A known method for determining the dielectric constant of a dielectric object by irradiating a dielectric object with a coherent microwave emitter at N frequencies; Irradiation is performed against the background of reflectors, which are the boundaries of the layers of the object, or the boundary of the dielectric object and air, or the physical body on which the studied dielectric object is placed. The signal reflected from the dielectric object and the reflector is recorded, the received signals are converted to the time domain, the peak time components in the time spectrum are extracted, the times of the selected peak time components are measured, and the dielectric constants and layer thicknesses are determined; sounding and reception are carried out in the sector of angles, and dielectric constant and layer thicknesses are determined by the formulas:

Figure 00000003
;
Figure 00000003
;

Δ l i = ( t i 2 c p = 1 i 1 ε p 1 Δ l p 1 ε l / ε p S i n 2 θ п а д 1 ( i ) ) c 1 ε l ε i S i n 2 θ п а д 1 ( i ) 2 ε i

Figure 00000004
, Δ l i = ( t i - 2 c p = one i - one ε p one Δ l p one - ε l / ε p S i n 2 θ P but d one ( i ) ) c one - ε l ε i S i n 2 θ P but d one ( i ) 2 ε i
Figure 00000004
,

где i - номер слоев; εi, εр - диэлектрическая проницаемость i- и p-го слоев; εl - диэлектрическая проницаемость среды, с которой осуществляется зондирование и прием сигналов; Δli - толщина i-го слоя; Δ = h 1 h 2 2

Figure 00000005
, где h1 и h2 - высоты от границы раздела первого и второго слоев до мест, откуда производится зондирование и места приема сигналов соответственно; θ п а д 1 ( i )
Figure 00000006
- угол приема сигнала, отраженного от границы раздела i- и i+1-го слоев со скоростью света; ti - частота i-й пиковой составляющей временного спектра, соответствующей отражению сигнала от границы раздела i- и i+1-го слоев; d - проекция на зондируемую поверхность расстояния между местом, откуда производится зондирование, и местом приема сигналов (RU 2039352 С1, 09.07.1995).where i is the number of layers; ε i , ε p is the dielectric constant of the i and p layers; ε l is the dielectric constant of the medium from which sounding and reception of signals are carried out; Δl i is the thickness of the i-th layer; Δ = h one - h 2 2
Figure 00000005
where h 1 and h 2 are the heights from the interface of the first and second layers to the places from which sounding is made and the places of signal reception, respectively; θ P but d one ( i )
Figure 00000006
- the angle of reception of the signal reflected from the interface of the i- and i + 1-st layers with the speed of light; t i is the frequency of the i-th peak component of the time spectrum corresponding to the reflection of the signal from the interface of the i- and i + 1-st layers; d is the projection on the probed surface of the distance between the place from which the sounding is made and the place of reception of signals (RU 2039352 C1, 07/09/1995).

Недостатком данного способа является необходимость параллельности слоев диэлектрического объекта, а если он состоит из монослоя, то необходима параллельность его граней. В связи с этим способ может быть реализован в отношении специально изготовленных объектов. Кроме того, для реализации способа необходимо соблюдение определенных углов падения и отражения СВЧ-излучения относительно диэлектрического объекта.The disadvantage of this method is the need for parallelism of the layers of the dielectric object, and if it consists of a monolayer, then parallelism of its faces is necessary. In this regard, the method can be implemented in relation to specially manufactured objects. In addition, to implement the method, it is necessary to comply with certain angles of incidence and reflection of microwave radiation relative to a dielectric object.

Указанное выше не позволяет практически использовать способ для определения диэлектрической проницаемости движущегося и скрытого объекта с непараллельными слоями или гранями, в частности, для скрытого определения наличия диэлектрических взрывчатых веществ, спрятанных на теле человека. Как известно, диэлектрическая проницаемость подавляющего большинства этих веществ находится в пределах 2,9-3,1.The above does not allow the practical use of the method for determining the dielectric constant of a moving and hidden object with non-parallel layers or faces, in particular, for covertly determining the presence of dielectric explosives hidden on the human body. As you know, the dielectric constant of the vast majority of these substances is in the range of 2.9-3.1.

Известен способ определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта на фоне отражателя путем облучения диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на N частотах, регистрации сигнала, отраженного от диэлектрического объекта и отражателя, осуществляют когерентную обработку зарегистрированного сигнала с получением трехмерного СВЧ-изображения диэлектрического объекта и отражателя, дополнительно получают видеоизображение области, в которой находится диэлектрический объект и отражатель с помощью двух или более видеокамер, синхронизированных с источником СВЧ-излучения, преобразуют полученное видеоизображение в цифровой вид и строят трехмерное видеоизображение указанной области, переводят трехмерное видеоизображение и СВЧ-изображение в общую систему координат, определяют по СВЧ-изображению в общей системе координат расстояние Z1 между источником СВЧ-излучения и участком СВЧ-изображения отражателя, свободным от диэлектрического объекта, и расстояние Z2 между источником СВЧ-излучения и участком СВЧ-изображения отражателя в зоне диэлектрического объекта, по видеоизображению определяют в общей системе координат расстояние Z3 между источником СВЧ-излучения и видеоизображением диэлектрического объекта, при этом определяют диэлектрическую проницаемость ε диэлектрического объекта из соотношения:A known method for determining the dielectric constant of a dielectric object against the background of the reflector by irradiating the dielectric object with coherent microwave radiation at N frequencies, registering the signal reflected from the dielectric object and the reflector, carry out coherent processing of the registered signal to obtain a three-dimensional microwave image of the dielectric object and reflector, additionally receive video image of the area in which the dielectric object and the reflector are located using two or more cameras that are synchronized with the source of microwave radiation, the received video is converted to digital form and build a three-dimensional video image of said region, converted three-dimensional video image and microwave image in a common coordinate system, is determined by the microwave image in the global coordinate system Z 1 the distance between the source of microwave radiation and the reflector portion of the microwave image, free of the dielectric object, and distance Z 2 between the microwave source and the microwave portion of the image in the dielectric reflector zone one object, the video image determined in the overall system length Z 3 coordinates between microwave radiation source and the moving image of the dielectric object, the determined dielectric constant ε of the dielectric object from the relationship:

Figure 00000007
Figure 00000007

(RU 2408005 С1, 27.12.2010).(RU 2408005 C1, 12/27/2010).

Недостатком способа-прототипа является низкая точность определения диэлектрической проницаемости ε при движении исследуемого диэлектрического объекта, что требует для компенсации весьма точной синхронизации движущегося объекта и отражателя, а также синхронизации работы видеокамеры и средств регистрации отраженного сигнала; такая синхронизация трудно достижима и в любом случае не обеспечивает требуемой точности определения ε. Кроме того, способ-прототип требует освещения, достаточного для работы видеокамер.The disadvantage of the prototype method is the low accuracy of determining the dielectric constant ε during the movement of the investigated dielectric object, which requires compensation for very accurate synchronization of a moving object and a reflector, as well as synchronization of the video camera and means for recording the reflected signal; such synchronization is difficult to achieve and in any case does not provide the required accuracy in determining ε. In addition, the prototype method requires lighting sufficient for the operation of cameras.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности определения диэлектрической проницаемости движущихся диэлектрических объектов, а также обеспечение возможности реализации способа независимо от освещения диэлектрического объекта.The objective of the present invention is to improve the accuracy of determining the dielectric constant of moving dielectric objects, as well as providing the possibility of implementing the method regardless of the illumination of the dielectric object.

Согласно изобретению в способе дистанционного определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, включающем облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на N частотах, регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта с помощью канала регистрации, содержащего средства регистрации, и когерентную обработку зарегистрированного сигнала, регистрируют сигнал, прошедший через диэлектрический объект, затем определяют зависимость выражения:According to the invention, in a method for remotely determining the dielectric constant of a dielectric object, including irradiating a dielectric object with coherent microwave radiation at N frequencies, registering a signal carrying dielectric permittivity information of a dielectric object using a recording channel containing recording means, and coherent processing of the registered signal, a signal is recorded passing through a dielectric object, then determine the dependence of the expression:

Figure 00000008
Figure 00000008

где N - количество частот СВЧ-излучения,where N is the number of frequencies of microwave radiation,

k - номер частоты СВЧ-излучения из N частот,k is the frequency number of microwave radiation from N frequencies,

fk - k-я частота СВЧ-излучения из N частот,f k - k-th frequency of microwave radiation from N frequencies,

i - мнимая единица,i is the imaginary unit

с - скорость света в вакууме,C is the speed of light in vacuum,

Аобъектk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства,Aobject k is the amplitude of the recorded signal at the kth radiation frequency in the presence of an object in a controlled region of space,

Фобъектk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства, выраженная в радианах,Fobject k is the phase of the recorded signal at the kth radiation frequency in the presence of an object in a controlled region of space, expressed in radians,

Acnk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства,Acn k is the amplitude of the recorded signal at the k-th radiation frequency in the absence of an object in a controlled region of space,

Фcnk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства,Фcn k - phase of the recorded signal at the k-th frequency of radiation in the absence of an object in a controlled region of space,

от x - координаты по оси X, соединяющей средство регистрации и источник СВЧ-излучения, определяют значение xmax, при котором F имеет максимальное значение, и определяют диэлектрическую проницаемость по формуле:from x - coordinates along the X axis connecting the recording means and the microwave radiation source, determine the value of x max at which F has a maximum value, and the dielectric constant is determined by the formula:

Figure 00000009
Figure 00000009

где L - физический размер диэлектрического объекта вдоль оси X.where L is the physical size of the dielectric object along the X axis.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Новизна».The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed one, which allows us to conclude that the invention meets the condition of patentability “Novelty”.

Реализация признаков заявленного способа обусловливает достижение технического результата, состоящего в повышении точности определения диэлектрической проницаемости движущегося объекта, поскольку исключается необходимость синхронизации этого объекта с какими-либо средствами, используемыми при осуществлении способа; кроме того, способ может быть реализован при любом освещении, поскольку не содержит операций, связанных с получением и обработкой видеоизображений.The implementation of the features of the claimed method leads to the achievement of a technical result, which consists in increasing the accuracy of determining the dielectric constant of a moving object, since it eliminates the need to synchronize this object with any means used in the implementation of the method; in addition, the method can be implemented in any lighting, since it does not contain operations related to the receipt and processing of video images.

Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат.The applicant has not identified sources of information that would contain information about the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result.

Указанные новые свойства объекта обусловливают, по мнению заявителя, соответствие изобретения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».These new properties of the object determine, according to the applicant, the compliance of the invention with the condition of patentability "Inventive step".

Реализация способа иллюстрируется конкретным примером. Для осуществления способа был взят диэлектрический объект - пчелиный воск. Исследуемый образец облучался когерентным СВЧ-излучением последовательно на 16 фиксированных частотах в пределах диапазона 8-18 ГГц. Облучение производилось с помощью излучателя, представляющего в конкретном примере коммутируемую антенную решетку, состоящую из 256 элементарных пространственно разделенных передающих антенн. Прошедший через исследуемый диэлектрик сигнал в виде двух квадратурных компонент регистрируется в данном примере с помощью широкополосной антенны Вивальди, связанной с 12-разрядным аналогово-цифровым преобразователем. С выхода АЦП через схему коммутации данные, соответствующие электрической компоненте зарегистрированного электромагнитного поля, прошедшего сквозь диэлектрический объект, поступали в компьютер, где после когерентной обработки формировался массив значений (256 значений) удлинения оптического пути сигнала от каждого передающего элемента антенной решетки до регистратора, при котором F для каждой пары приемопередающих элементов принимает максимальное значение.The implementation of the method is illustrated by a specific example. To implement the method, a dielectric object was taken - beeswax. The test sample was irradiated with coherent microwave radiation sequentially at 16 fixed frequencies within the range of 8-18 GHz. Irradiation was carried out using an emitter, which in a specific example is a switched antenna array consisting of 256 elementary spatially separated transmitting antennas. The signal that passed through the dielectric under study in the form of two quadrature components is recorded in this example using a Vivaldi broadband antenna connected to a 12-bit analog-to-digital converter. From the ADC output through the switching circuit, the data corresponding to the electric component of the registered electromagnetic field that passed through the dielectric object entered the computer, where after coherent processing an array of values (256 values) of the optical signal elongation from each transmitting element of the antenna array to the recorder was formed, in which F for each pair of transceiver elements takes a maximum value.

Figure 00000010
Figure 00000010

где N - количество частот СВЧ-излучения,where N is the number of frequencies of microwave radiation,

k - номер частоты СВЧ-излучения из N частот,k is the frequency number of microwave radiation from N frequencies,

fk - k-я частота СВЧ-излучения из N частот,f k - k-th frequency of microwave radiation from N frequencies,

i - мнимая единица,i is the imaginary unit

с - скорость света в вакууме,C is the speed of light in vacuum,

Аобьектk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства,Aobject k is the amplitude of the recorded signal at the kth radiation frequency in the presence of an object in a controlled region of space,

Фобъектk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства, выраженная в радианах,Fobject k is the phase of the recorded signal at the kth radiation frequency in the presence of an object in a controlled region of space, expressed in radians,

Acnk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства,Acn k is the amplitude of the recorded signal at the k-th radiation frequency in the absence of an object in a controlled region of space,

Фcnk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства.Фcn k is the phase of the recorded signal at the kth radiation frequency in the absence of an object in a controlled region of space.

Для каждого направления, соединяющего излучатель антенной решетки и регистратор, определяли физический размер L исследуемого диэлектрического объекта путем прямого измерения. При этом диэлектрическую проницаемость диэлектрического объекта определяли для каждой элементарной передающей антенны при одном средстве регистрации из соотношения:For each direction connecting the emitter of the antenna array and the registrar, the physical size L of the investigated dielectric object was determined by direct measurement. In this case, the dielectric constant of the dielectric object was determined for each elementary transmitting antenna with one recording means from the relation:

Figure 00000011
Figure 00000011

Формируется 256 значений диэлектрической проницаемости для различных пространственно разнесенных направлений, что позволяет построить пространственное распределение диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта. Определение среднего значения диэлектрической проницаемости объекта достигается путем усреднения значений массива диэлектрических проницаемостей каждого из направлений.256 dielectric constant values are formed for various spatially separated directions, which allows one to construct the spatial distribution of the dielectric constant of a dielectric object. The determination of the average value of the dielectric constant of an object is achieved by averaging the values of the array of dielectric permittivities of each of the directions.

В конкретном примере диэлектрического объекта - пчелиного воска при L=10 см xmax составил 6,12 см и диэлектрическая проницаемость ε составила 2,6.In a specific example of a dielectric object - beeswax at L = 10 cm x max was 6.12 cm and the dielectric constant ε was 2.6.

Заявленный способ обеспечивает повышение точности определения диэлектрической проницаемости движущегося объекта в сравнении с прототипом на 25-40% при скорости движения 0,5-1,5 м/сек.The claimed method provides an increase in the accuracy of determining the dielectric constant of a moving object in comparison with the prototype by 25-40% at a speed of 0.5-1.5 m / s.

С учетом значительного повышения точности определения значения ε исследуемого движущегося объекта можно существенно уменьшить число ошибок при идентификации объекта как взрывчатого вещества, например тротила, нитроглицерина, гексагена и других диэлектрических объектов.Taking into account a significant increase in the accuracy of determining the ε value of a moving object under study, it is possible to significantly reduce the number of errors in identifying an object as an explosive, such as TNT, nitroglycerin, hexagen, and other dielectric objects.

Заявленный способ может быть также использован для определения ε диэлектриков, используемых в промышленности.The claimed method can also be used to determine ε dielectrics used in industry.

Для реализации способа используется известное оборудование и инструменты, что позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».To implement the method, well-known equipment and tools are used, which allows us to conclude that this invention meets the patentability condition "Industrial Applicability".

Claims (1)

Способ дистанционного определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, включающий облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на N частотах, регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта с помощью канала регистрации, содержащего средства регистрации, и когерентную обработку зарегистрированного сигнала, отличающийся тем, что регистрируют сигнал, прошедший через диэлектрический объект, затем определяют зависимость выражения:
Figure 00000012

где N - количество частот СВЧ-излучения,
k - номер частоты СВЧ-излучения из N частот,
fk - k-я частота СВЧ-излучения из N частот,
i - мнимая единица,
с - скорость света в вакууме,
Аобъектk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства,
Фобъектk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства, выраженная в радианах,
Acnk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства,
Фcnk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства,
от х - координаты по оси X, соединяющей средство регистрации и источник СВЧ-излучения, определяют значение хmax, при котором F имеет максимальное значение, и определяют диэлектрическую проницаемость по формуле:
Figure 00000013

где L - физический размер диэлектрического объекта вдоль оси X.
A method for remotely determining the dielectric constant of a dielectric object, including irradiating the dielectric object with coherent microwave radiation at N frequencies, registering a signal carrying information about the dielectric constant of the dielectric object using a recording channel containing recording means, and coherent processing of the registered signal, characterized in that the signal passing through the dielectric object, then determine the dependence of the expression:
Figure 00000012

where N is the number of frequencies of microwave radiation,
k is the frequency number of microwave radiation from N frequencies,
f k - k-th frequency of microwave radiation from N frequencies,
i is the imaginary unit
C is the speed of light in vacuum,
Aobject k is the amplitude of the recorded signal at the kth radiation frequency in the presence of an object in a controlled region of space,
Fobject k is the phase of the recorded signal at the kth radiation frequency in the presence of an object in a controlled region of space, expressed in radians,
Acn k is the amplitude of the recorded signal at the k-th radiation frequency in the absence of an object in a controlled region of space,
Фcn k - phase of the recorded signal at the k-th frequency of radiation in the absence of an object in a controlled region of space,
from x - coordinates along the X axis connecting the recording means and the microwave radiation source, determine the value of x max at which F has a maximum value, and the dielectric constant is determined by the formula:
Figure 00000013

where L is the physical size of the dielectric object along the X axis.
RU2014129115/07A 2014-07-15 2014-07-15 Remote determination of dielectric constant of dielectric object RU2563581C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014129115/07A RU2563581C1 (en) 2014-07-15 2014-07-15 Remote determination of dielectric constant of dielectric object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014129115/07A RU2563581C1 (en) 2014-07-15 2014-07-15 Remote determination of dielectric constant of dielectric object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2563581C1 true RU2563581C1 (en) 2015-09-20

Family

ID=54147874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014129115/07A RU2563581C1 (en) 2014-07-15 2014-07-15 Remote determination of dielectric constant of dielectric object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2563581C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629914C1 (en) * 2016-08-16 2017-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "АПСТЕК Лабс" Method for remote luggage inspection in monitored space
RU2629911C1 (en) * 2016-08-16 2017-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "АПСТЕК Лабс" Method to remotely determine dielectric permeability of dielectric object

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2039352C1 (en) * 1992-04-30 1995-07-09 Научно-исследовательский центр "Резонанс" Method of measuring dielectric permeabilities and thicknesses of layers of multilayer medium
RU2166768C2 (en) * 1998-05-20 2001-05-10 Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище Technique determining dielectric characteristics of polymer
JP2014048048A (en) * 2012-08-29 2014-03-17 Toshiba Corp Microwave densitometer
JP2014081382A (en) * 2013-12-02 2014-05-08 Kyoto Univ Measurement device and data processing method
CN103901048A (en) * 2014-04-02 2014-07-02 华南师范大学 Microwave imaging device and method
RU2521781C1 (en) * 2010-06-30 2014-07-10 Тсинхуа Юниверсити Millimetre-range inspection apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2039352C1 (en) * 1992-04-30 1995-07-09 Научно-исследовательский центр "Резонанс" Method of measuring dielectric permeabilities and thicknesses of layers of multilayer medium
RU2166768C2 (en) * 1998-05-20 2001-05-10 Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище Technique determining dielectric characteristics of polymer
RU2521781C1 (en) * 2010-06-30 2014-07-10 Тсинхуа Юниверсити Millimetre-range inspection apparatus
JP2014048048A (en) * 2012-08-29 2014-03-17 Toshiba Corp Microwave densitometer
JP2014081382A (en) * 2013-12-02 2014-05-08 Kyoto Univ Measurement device and data processing method
CN103901048A (en) * 2014-04-02 2014-07-02 华南师范大学 Microwave imaging device and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629914C1 (en) * 2016-08-16 2017-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "АПСТЕК Лабс" Method for remote luggage inspection in monitored space
RU2629911C1 (en) * 2016-08-16 2017-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "АПСТЕК Лабс" Method to remotely determine dielectric permeability of dielectric object

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9304190B2 (en) Method and system for unveiling hidden dielectric object
US10330610B2 (en) Methods and apparatus for imaging of near-field objects with microwave or terahertz radiation
Dehmollaian et al. Through-the-wall imaging using differential SAR
RU2411504C1 (en) Method for remote inspection of target in monitored space
US8670021B2 (en) Method for stand off inspection of target in monitored space
JP5260799B2 (en) Method for determining the dielectric constant of a dielectric
WO2020113671A1 (en) System and method for detecting electromagnetic characteristic of object by using terahertz electromagnetic wave
RU2563581C1 (en) Remote determination of dielectric constant of dielectric object
Shipilov et al. Ultra-wideband radio tomographic imaging with resolution near the diffraction limit
Ding et al. Near-field phase cross correlation focusing imaging and parameter estimation for penetrating radar
RU2629911C1 (en) Method to remotely determine dielectric permeability of dielectric object
Harmer et al. A comparison of ultra wide band conventional and direct detection radar for concealed human carried explosives detection
Razevig et al. Measurement and compensation of frequency-dependent antenna phase center position for microwave holography applications
Takatori et al. Permittivity imaging method by incorporating range points migration and ellipsometry for UWB short range radar
Berdasco et al. Performance Evaluation of Millimeter-Wave Wearable Antennas for Electronic Travel Aid
Matsui et al. Accurate terahertz three-dimensional subsurface imaging by range points migration method
Bivalkar et al. An approach to detect low-dielectric targets for through wall imaging
RU2639603C1 (en) Method for remote inspecting target in monitored space area
Lu et al. Ranging technique based on conically scanned single pixel millimeter wave radiometer
Leng et al. A Microwave Holographic Imaging Method by Photo-induced Plasma Scanning
Qi et al. Microwave imaging of reinforced concrete and design of a broadband antenna
Chen et al. Investigation of Range-Correlated Features in Fourier Domain Artifacts Measured Using a Dynamic Antenna Array
Wei et al. SAR Imaging with Enhanced Resolution Aided by Sub-Wavelength Periodic Structure
Takaichi et al. Application of ultrashort-pulse radar to non-destructive inspection
Zhang et al. Multi-objective experiment using ultrashort-pulse radar system for breast cancer detection

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180716

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190801