Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Девятнадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XIX.C.153

Численное моделирование нулевого СВЧ-радиометра

Абдирасул уулу А. Т. (1), Убайчин У.А.В. (1), Жук Ж. Г. Г. (1), Алексеев А. Е. В. (1), Щегляков Щ. А. В. (1), Кречетов К. Д. С. (1)
(1) Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Российская Федерация
Современные теоретические и практические исследования тесно связаны с компьютерным моделированием [1,2]. Существующая научная база имеет множество инструментов предварительных расчетов и анализа, позволяющих оценить работу системы с достаточной для инженерной практики точноcтью [3]. К таким инструментам относятся разработанные численные модели в математических средах, модели в системах автоматизированного проектирования (структурные модели) и т.д.
В представленной работе показаны результаты исследования структурной и численной модели нулевого СВЧ-радиометра при работе в ближней зоне антенны.
Ключевым аспектом представленной работы является моделирование в среде AWR DE совместно со средой математического моделирования MatLab. На разработанной структурной модели проведены предварительные исследования разрабатываемого нулевого СВЧ-радиометра.
Проблемной частью работы в ближней зоне антенны является динамическое изменение коэффициента отражения исследуемой среды. Методика модельного эксперимента состоит в следующем. В математической среде детектированный сигнал накапливается и усредняется для вычисления разности вольт-секундных площадей, для достижения нулевого баланса изменяется длительность сигнала ШИМ, все результаты записываются в электронную таблицу Excel. И так моделируется измерения на разных сопротивлениях. Сопротивления на имитаторе антенны это опорная 50 Ом, далее 63 Ом, 75 Ом, 91 Ом.
В разработанной модели радиометра период модуляции равен 1 мс, каждый из которых разделен на 1000 точек (samples). Диапазон изменений длительности сигнала ШИМ от 0 до 500 точек.
Результаты моделирования. Опорное измерение при согласованном сопротивлении 50 Ом соответствуют среднему значению ~250 усл.ед. Дальнейшее изменение активного сопротивления 63 Ом, 75 Ом, 91 Ом по средним значениям получены 305, 365 и 450 усл. ед. при таком изменении модуля отражения на границе сред антенна-объект получаемые измерения будут иметь большой коэффициент ошибок.
Полученные результаты численного моделирования несут информацию о проблемах ближнепольного применения радиометрических систем с непосредственным контактом антенны с объектом. Ключевым фактором которого становиться динамически изменяющееся комплексное сопротивление объекта
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-79-00168, https://rscf.ru/project/21-79-00168/

Ключевые слова: СВЧ-радиометр, нулевой метод, моделирование
Литература:
  1. Авдеев, В. Компьютерное моделирование цифровых устройств / В. Авдеев. - М.: ДМК, 2012. - 360 c.
  2. Агравал, Г.П. Системы автоматического управления: теория, применение, моделирование в MATLAB: Учебное пособие / Г.П. Агравал. - СПб.: Лань, 2013. - 208 c.
  3. A. Camps, J. Tarongi "Microwave radiometer resolution optimization using variable observation times", Remote Sensing. vol.2, 2010, pp. 1826-1843.

Вопросы создания и использования приборов и систем для спутникового мониторинга состояния окружающей среды