SU1524012A1 - Method of measuring dielectric permittivity - Google Patents
Method of measuring dielectric permittivity Download PDFInfo
- Publication number
- SU1524012A1 SU1524012A1 SU874349267A SU4349267A SU1524012A1 SU 1524012 A1 SU1524012 A1 SU 1524012A1 SU 874349267 A SU874349267 A SU 874349267A SU 4349267 A SU4349267 A SU 4349267A SU 1524012 A1 SU1524012 A1 SU 1524012A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- signals
- plane
- horizontal plane
- dielectric constant
- elements
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к голографии. Цель изобретени - повышение точности и разрешающей способности измерени . Сущность данного способа измерени диэлектрической проницаемости (ДП) поверхности состоит в том, что исследуемый участок поверхности облучают сигналами двух взаимноортогональный пол ризаций относительно горизонтальной плоскости. Затем отраженные сигналы измер ют и определ ют действительную и мнимую части комплексной ДП. Дл достижени цели дополнительно измер ют отраженный сигнал на одной из перекрестных пол ризаций относительно горизонтальной плоскости. Кроме того, измер ют также и сигналы собственного радиотеплового излучени элементов исследуемого участка поверхности на двух взаимноортогональных пол ризаци х относительно горизонтальной плоскости. Использу полученные данные по формуле определ ют ДП поверхности. Дана ил. выполнени устройства, реализующего данный способ. 2 ил.This invention relates to holography. The purpose of the invention is to improve the accuracy and resolution of the measurement. The essence of this method for measuring the dielectric constant (DP) of a surface is that the surface area under investigation is irradiated with signals of two mutually orthogonal polarizations relative to the horizontal plane. Then, the reflected signals are measured and the real and imaginary parts of the complex DP are determined. To achieve the goal, the reflected signal is additionally measured at one of the cross-polarizations relative to the horizontal plane. In addition, the signals of the own radiothermal radiation of the elements of the investigated surface area are also measured at two mutually orthogonal polarizations relative to the horizontal plane. Using the data obtained by the formula, determine the DP surface. Dana il. the implementation of the device that implements this method. 2 Il.
Description
Изобретение относитс к голографии и может быть использовано в геофизике и океанографии.This invention relates to holography and can be used in geophysics and oceanography.
Цель изобретени - повышение точности и разрещающей способности измерени диэлектрической проницаемости поверхности.The purpose of the invention is to improve the accuracy and resolution of measuring the surface dielectric constant.
На фиг. 1 изображена геометри решаемой задачи дл излучени колебаний с вертикальной пол ризацией; на фиг. 2 - схема устройства, реализующа способ измерени диэлектрической проницаемости.FIG. Figure 1 shows the geometry of the problem to be solved for emitting oscillations with vertical polarization; in fig. 2 is a schematic of the device that implements a method for measuring the dielectric constant.
Устройство, реализующее способ измерени диэлектрической проницаемости , содержит передатчик 1, соединенный двум основными выходами с передающей антенной 2, приемную антенную репетку 3, диаграммообра- зуюшие блоки 4 и 5, приемники (линейные части приемников) 6-8, квадратурные преобразователи 9-11, формирователи 12 - 18 сигналов, радиометры 19 и 20, блоки 21 и 22 перемножителей сигналов, блоки 23 и 24 вычитающих устройств, блок 25 делиелей , формирователь 26 сигналов, егистрирующие блоки 27 и 28,A device that implements a method for measuring the dielectric constant contains a transmitter 1 connected to two main outputs with transmitting antenna 2, receiving antenna loop 3, diagrams of blocks 4 and 5, receivers (linear parts of receivers) 6-8, quadrature converters 9-11, drivers 12 - 18 signals, radiometers 19 and 20, blocks 21 and 22 of signal multipliers, blocks 23 and 24 of subtractive devices, block 25 dividers, driver of signals 26, registration blocks 27 and 28,
Способ реализуют следуюпшм обраом .The method is implemented by the following method.
5five
В начало координат системы XYZ омещен плоский участок, покрытый елкими неровност ми, ориентаци оторого задана вектором нормали п. QA flat area covered with Christmas irregularities is placed at the origin of the XYZ system, the orientation is specified by the normal vector of the p. Q
Лини АО лежит в плоскости ZOY, вл етс линией визировани , укаывает направление падени волны на ацет. 9 - угол между линией визиовани АО и вектором п,-вектором ормали к средней поверхности XOY, совпадающим по направлению с направлением координатной оси OZ. Вектор Е соответствует направлению вектора напр женности электрического по- 2п л дл вертикально пол ризованной волны относительно средней плоскости XOY. Вектор Е-г соответствует направлению вектора напр женности электрического пол дл волны пол - 25 ризованной вертикально относительно плоскости фацета, лежит в перпендикул рной к участку поверхности плоскости АОп, проход щей через линию визировани АО,The line AO lies in the ZOY plane, is the line of sight, indicates the direction of the wave falling on the acetone. 9 is the angle between the line of sight of the AO and the vector n, the vector ofmama to the middle surface XOY, coinciding in direction with the direction of the coordinate axis OZ. The vector E corresponds to the direction of the intensity vector of the electric field, 2π for a vertically polarized wave relative to the median XOY plane. The vector E-d corresponds to the direction of the vector of intensity of the electric field for a field of polarization 25, vertical to the facet of the facet plane, lies perpendicular to the surface section of the plane AoP passing through the line of sight of the AO,
6, угол падени волны на участок поверхности. Плоскость Е,ОЕ перпендикул рна плоскости ZOY, Плоскость ZOY и плоскость АОп образуют двугранный угол, линейный угол которого е 3 лежит между векторами Е , и Е I.6, the angle of incidence of the wave on the surface area. The plane E, OE is perpendicular to the plane ZOY, the plane ZOY and the plane AOP form a dihedral angle, the linear angle of which e 3 lies between the vectors E and E I.
Из точки А излучают колебани двух взаимно ортогональньпс пол ризаций , облучают этими колебани ми эле40From point A, oscillations of two mutually orthogonal polarizations are emitted, irradiated by these oscillations of elec
менты исследуемого участка поверхности , принимают отраженные сигналы двух основных взаимно ортогональных пол ризаций и одной из перекрестных относительно горизонтальной плоскости , а также сигналы собственного радиотеплового излучени участка поверхности. Отраженные колебани принимаютс антенной решеткой 3, котора вл етс общей дл приема от раженных сигналов и теплового излу чени , плоскость решётки содержит линию полета, расположена вертикально или горизонтально, здесь осуществл етс пол ризационна селекци как отраженных сигналов, так и теп- 55 лового излучени . Дл разделени в каналах приема колебаний основной и перекрестной пол ризаций необхо35The cops of the investigated surface area receive the reflected signals of two main mutually orthogonal polarisations and one of the cross relative to the horizontal plane, as well as the signals of the own radiothermal radiation of the surface area. The reflected oscillations are received by the antenna array 3, which is common for receiving reflected signals and thermal radiation, the grid plane contains a flight line that is vertically or horizontally arranged, here the polarization selection of both reflected signals and thermal radiation is carried out. For separation in the reception channels, the oscillations of the main and cross polarizations are necessary
п 5 n 5
5five
димо излучение колебаний пол ризации на различных, близких частотах.The emission of polarization oscillations at different, close frequencies is observed.
С помощью рещетки 3, диаграммо- образующих блоков 4 и 5 формируютс вееры лучей на каждой пол ризации, покрывающие сектор обзора и осуществл етс пространственна фильтраци сигналов.With the help of the grid 3, the diagram-forming blocks 4 and 5, fans of rays at each polarization are formed covering the viewing sector and spatial filtering of the signals is performed.
Частотна фильтраци и усиление отраженных сигналов основных и одной из перекрестных пол ризаций осуществл етс в линейных част х канальных приемников 6-8. Приемник 6 настроен на частоту, соответствующую частоте излученного сигнала с горизонтальной пол ризацией, а приемники 7 и 8 настроены на частоту, соответствующую частоте излученного сигнала с вертикальной пол ризацией.Frequency filtering and amplification of the reflected signals of the main and one of the cross polarizations is carried out in the linear parts of the channel receivers 6-8. Receiver 6 is tuned to the frequency corresponding to the frequency of the emitted signal with horizontal polarization, and receivers 7 and 8 are tuned to the frequency corresponding to the frequency of the emitted signal with vertical polarization.
Действи пространственной фильтрации , частотной фильтрации и усилени могут иметь различную последовательность во времени и выполн тьс как на высокой, так и на промежуточной частоте. Это приводит к многообразию схем, реализующих предлагаемый способ.The actions of spatial filtering, frequency filtering, and amplification can have a different sequence in time and can be performed at both high and intermediate frequency. This leads to a variety of schemes that implement the proposed method.
Далее сигналы трех пол ризаций подвергают квадратурному преобразованию в квадратурных преобразовател х 9 - 11, формируют сигналы, пропорциональные вещественным и мнимым част м комплексных амплитуд соответствующих высокочастотных сигналов, действующих на входах квадратурных преобразователей.The signals of the three polarizations are then subjected to quadrature conversion in quadrature converters 9-11, which form signals proportional to the real and imaginary parts of the complex amplitudes of the corresponding high-frequency signals acting on the inputs of the quadrature converters.
. „.. ReYse- ReYrr а ctg 20, . „.. ReYse- ReYrr a ctg 20,
ImYftj - IfnYrr YBB - YImYftj - IfnYrr YBB - Y
21Лвг21Lvg
2T2T
rrrr
(1)(one)
ВГVG
-действительные- valid
и мнимйе части комплексных амплитуд сигналов соответственно вертикальной, горизонтальной и перекрестной пол ризаций относительно горизонтальной плоскости,and imaginary parts of the complex amplitudes of the signals of the vertical, horizontal and cross polarizations, respectively, relative to the horizontal plane,
12 формируют сигьные котангенсам12 form signature cotangents
5five
удвоенных линейных углоп 6 з двугранны5 углов, в соответствии с формулой (1). Этой операцией начинаетс последовательность действий, позвол юща перейти к сигналам взаимно- ортогональных пол ризаций, которые вл ютс горизонтальной и вертикальной относительно систем координат, св занных с локальными плоскост 1 и наклонов множества разрешаемьгх элементов рельефа.doubled linear corners 6 of three dihedrals of 5 corners, in accordance with formula (1). This operation begins a sequence of actions that allow the transition to signals of mutually orthogonal polarizations, which are horizontal and vertical with respect to the coordinate systems associated with local plane 1 and the slopes of the set of resolvable relief elements.
В формировател х 13 - 16 сигналов полученные сигналы, пропорциональные величинам а - ctg 263 преобразуют в сигналы, пропорциональные величинам tge3, ctg 63, , В формирователе 17 сигналов вырабатываютс сигналы в соответствии с формуламиIn the signal conditioner 13-16, the received signals, proportional to the values a - ctg 263, are converted into signals proportional to the values tge3, ctg 63,, In the signal conditioner 17, signals are produced according to the formulas
,, ;,,;
(2)(2)
YBB YeB +YBB YeB +
-ее ctgOjYg, , и при этом формируют сигналы, пропорциональные комплексным амплитудам сигналов двух взаимно ортогональных пол ризаций, приведенным к локальным плоскост м наклонов элеметов рельефа дл каждого разрешаемого направлени Y. и Y , а затем в its ctgOjYg,, and at the same time form signals proportional to the complex amplitudes of the signals of two mutually orthogonal polarizations, reduced to the local planes of the slopes of the relief elements for each allowable direction Y. and Y, and then in
Вп Bp
формирователе полученные сигналыshaper received signals
отношени этих амплитудratios of these amplitudes
преобразуют в сигналы,convert to signals
Y- /У . Вв гг Y- / U. VV
Сигналы собственного радиотеплового излучени , полученные в резуль тате пространственной фильтрации в блоках А и 5, преобразуют в сигналы пропорциональные радио ркостным температурам разрешаемых элементов рельефа на двух взаимно ортогональ- ных пол ризаци х дл каждого разрешаемого направлени в отдельности Т.. и T,,g. Это дейс1 вие выполн ют радиометрами 19 и 20 со сканированием или многоканальными радиомет- рами при использовании лучеобразую- щих схем.The signals of own radiothermal radiation, obtained as a result of spatial filtering in blocks A and 5, convert into signals proportional to the radio temperature temperatures of resolvable relief elements at two mutually orthogonal polarizations for each allowable direction separately T .. and T ,, g . This action is performed by radiometers 19 and 20 with scanning or multichannel radiometers using beam-forming circuits.
Полученные сигналы, пропорциональные радио ркостным температурам умножают в блоках 21 и 22 на сигна- лы, пропорциональные величинам sin 63 и cos б.The received signals, proportional to radio radiant temperatures, are multiplied in blocks 21 and 22 by signals proportional to the values of sin 63 and cos b.
В вычитающих устройствах 23 и 24 полученные сигналы вычитают один из другого в соответствии с формулами In the subtractors 23 and 24, the received signals are subtracted from one another according to the formulas
63T ,,cos63T ,, cos
T,, sinT ,, sin
вз; near;
-Я6-Y6
dn adn a
rr
00
5five
00
5five
В результате выполнени этих действий формируют сигналы, пропорциональные радио ркостным температурам разрешаемых элементов рельефа, дл пол ризаций, приведенных к этихAs a result of performing these actions, signals are generated that are proportional to the radioactivity temperatures of the resolved relief elements, for polarizations brought to these
т м наклоновt m slopes
плоскос- элементов Т ..plane elements T.
вat
в блоке 25 один из полученных сигналов (любой) дел т на другой дл пол ризаций приведенных к локальным плоскост м наклонов разрешаемых эле- ментов. Таким образом, с помощью этих действий осуществл ют переход из системы координат св занной с горизонтальной плоскостью к локапьньи системам координат, св занным с локальными наклонами отдельных элементов рельефа.In block 25, one of the received signals (any) is divided by the other for polarizations of the slopes of the resolvable elements reduced to local planes. Thus, using these actions, a transition is made from the coordinate system associated with the horizontal plane to the local coordinate systems associated with the local inclinations of the individual relief elements.
Полученные сигналы преобразуют в решающем (вычислительном) устройстве аналогового или цифрового типа (формирователе 26) в сигналы пропорциональные диэлектрической проницаемости путем решени системы нелинейных уравненийThe received signals are converted in a decisive (computing) device of analog or digital type (driver 26) into signals proportional to the dielectric constant by solving a system of nonlinear equations
30thirty
(4)(four)
В результате вьтолнени этих действий формируют изображени действительной (регистрирующий блок 27) и мнимой (регистрирующий блок 28) частей комплексной диэлектрической проницаемости , (в частном случае вещественной , второе изображение вл етс нулевым).As a result of these actions, images of the real (recording unit 27) and imaginary (recording unit 28) parts of the complex dielectric constant are formed (in the particular case of real, the second image is zero).
sSI3 Yee Т,, Т,вsSI3 yee t ,, t, in
;j-5- тТ- - грТ- гг J- щ i «г; j-5- tT- - grT-y-J-yi i «g
л с: i L-rt и yjitl with: i L-rt and yjit
т Гt g
не not
/ m-S- J I liU./ m-s-j i liu.
2 1 - 22 1 - 2
-ш-s- Li,-sh-s-li,
TSTS
f + ilLf + ilL
(5)(five)
50 50
5555
Возможны варианты одноканальньгх и многоканальных решений приведенного устройства со сканирующей антенной.Single-channel and multichannel solutions of the above device with a scanning antenna are possible.
Возможны варианты устройств стационарного типа, которые можно устанавливать на вертолетах или космических летательных аппаратах, способных находитьс некоторое врем неподвижно относительно поверхности. Тогда система должна с помощью двумерной антенной решетки формировать совокупность лучей, покрывающих всю заданную плошадь поверхности.Variants of stationary-type devices are possible, which can be mounted on helicopters or spacecraft capable of being stationary for some time relative to the surface. Then the system must form a set of rays covering the entire specified surface area using a two-dimensional antenna array.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874349267A SU1524012A1 (en) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | Method of measuring dielectric permittivity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874349267A SU1524012A1 (en) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | Method of measuring dielectric permittivity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1524012A1 true SU1524012A1 (en) | 1989-11-23 |
Family
ID=21344574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874349267A SU1524012A1 (en) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | Method of measuring dielectric permittivity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1524012A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715350C1 (en) * | 2019-05-30 | 2020-02-26 | Виктор Вячеславович Стерлядкин | Calibration-free radiometric method of measuring complex dielectric permeability from separation surface reflection in an anechoic chamber |
-
1987
- 1987-12-23 SU SU874349267A patent/SU1524012A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Позн к С.И., Мелитицкий В.А. Введение в статистическую пол ризацию радиоволн. - М.: Советское радио, 1977, с. 450. Богородский В.В., Канарейкин Д.В., Козлов А.И. Пол ризаци рассе нного и собственного радиоизлучени земных покровов. - Л.: Гидрлметеоиздат, 1981, с. 245-249. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715350C1 (en) * | 2019-05-30 | 2020-02-26 | Виктор Вячеславович Стерлядкин | Calibration-free radiometric method of measuring complex dielectric permeability from separation surface reflection in an anechoic chamber |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5047783A (en) | Millimeter-wave imaging system | |
CN107024621B (en) | Massive-MIMO antenna measurement device and its directivity measurement method | |
Hogbom et al. | The synthesis radio telescope at Westerbork. Principles of operation, performance and data reduction | |
US4996533A (en) | Single station radar ocean surface current mapper | |
US4711998A (en) | Direction finder system with mirror array | |
US4769531A (en) | Direction finder system with inclined detectors | |
CN109471195A (en) | Millimeter wave terahertz imaging equipment and object identification classification method | |
US6407702B1 (en) | Method and system for obtaining direction of an electromagnetic wave | |
US5410324A (en) | Method and apparatus for determining antenna radiation patterns | |
US3475687A (en) | Radio receiving apparatus responsive to both electric and magnetic field components of the transmitted signal | |
US3209355A (en) | Dual operating mode circuit | |
US4870420A (en) | Signal acquisition apparatus and method | |
US4647933A (en) | Phased antenna array for wind profiling applications | |
US6822574B2 (en) | Ionosonde | |
EP0181935B1 (en) | Microwave radiometer using fanbeam inversion | |
SU1524012A1 (en) | Method of measuring dielectric permittivity | |
US5228006A (en) | High resolution beam former apparatus | |
US10468782B1 (en) | Method for determining the instantaneous polarization of propagating electromagnetic waves | |
GB696809A (en) | Improvements in object-locating systems | |
US3626419A (en) | Doppler navigation system | |
US3409890A (en) | Landing system for aircraft | |
US4485384A (en) | Microwave system | |
Rowson et al. | Angular diameter measurements of the radio sources Cygnus (19N4A) and Cassiopeia (23N5A) on a wavelength of 10.7 cm | |
Ellis et al. | Observations of Galactic Radiation at 4· 7 Mc/s | |
SU1804627A3 (en) | Method of measuring directional pattern of wide-band untuned aerial |