urj.urfu.ru
ISSN 2588-0454 (Print)
ISSN 2588-0462 (Online)
Ural Radio Engineering Journal
2023, Vol. 7, No. 1
____________________
Scientific and Technical Journal
Established in 2017
Published quarterly
The articles are published in Russian and English
Issued in Russia
Founded by Ural Federal University
named after the first President of Russia B. N. Yeltsin
19, Mira st., Ekaterinburg, 620002, Russia
Стр.2
urj.urfu.ru
ISSN 2588-0454 (Print)
ISSN 2588-0462 (Online)
Ural Radio Engineering Journal
2023, Т. 7, № 1
____________________
Научно-технический журнал
Журнал основан в 2017 г.
Выходит четыре раза в год
Статьи публикуются на русском и английском языках
Издается в России
Учредитель — Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина»
620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Стр.3
Ural Radio Engineering Journal | 2023;7(1)
urj.urfu.ru
ISSN 2588-0454 (Print)
ISSN 2588-0462 (Online)
Ural Radio Engineering Journal
2023, Vol. 7, No. 1
Editor in Chief
Sergey T. Knyazev, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
Deputy Editor in Chief
Kirill M. Zeyde, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
Editorial Council
Igor I. Abramov, Belarusian State University of Informatics
and Radioelectronics, Minsk, Belarus
Yuri P. Akulinichev, Tomsk State University of Control Systems and
Technology, Tomsk, Russia
Boris A. Belyaev, Kirensky Institute of Physics SB RAS, Krasnoyarsk,
Russia
Stanislav N. Darovskikh, South Ural State University, Chelyabinsk,
Russia
Leonid G. Dorosinskiy, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
Yurij B. Gimpilevich, Independent scientist
Vyacheslav E. Ivanov, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
Victor G. Kobernichenko, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
Viktor V. Kostrov, Murom Institute of Vladimir State University, Murom,
Russia
Vladislav Ya. Noskov, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
Eugeny Ochin, Academy of Jakub from Paradyż, Gorzów Wielkopolski,
Poland
Sergey N. Shabunin, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
Vladimir A. Tsimbal, Military Academy of Strategic Rocket Troops after
Peter the Great, Serpukhov, Russia
Nikolaj I. Vojtovich, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia
Managing Editor
Nataliya V. Papulovskaya, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
© Ural Federal University, 2023
Стр.4
urj.urfu.ru
ISSN 2588-0454 (Print)
ISSN 2588-0462 (Online)
Ural Radio Engineering Journal
2023, Т. 7, № 1
Главный редактор
Князев Сергей Тихонович, Уральский федеральный университет,
Екатеринбург, Россия
Заместитель главного редактора
Зейде Кирилл Михайлович, Уральский федеральный университет,
Екатеринбург, Россия
Редакционный совет
Абрамов Игорь Иванович, Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники, Минск, Беларусь
Акулиничев Юрий Павлович, Томский государственный университет
систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия
Беляев Борис Афанасьевич, Институт физики им. Л. В. Киренского
СО РАН, Красноярск, Россия
Войтович Николай Иванович, Южно-Уральский государственный
университет, Челябинск, Россия
Даровских Станислав Никифорович, Южно-Уральский
государственный университет, Челябинск, Россия
Доросинский Леонид Григорьевич, Уральский федеральный
университет, Екатеринбург, Россия
Иванов Вячеслав Элизбарович, Уральский федеральный университет,
Екатеринбург, Россия
Исембергенов Налик Турегалиевич, Казахский национальный
технический университет им. К. И. Сатбаева, Алматы, Республика
Казахстан
Коберниченко Виктор Григорьевич, Уральский федеральный
университет, Екатеринбург, Россия
Костров Виктор Васильевич, Владимирский государственный
университет имени Александра Григорьевича и Николая
Григорьевича Столетовых, Муромский институт, Муром, Россия
Носков Владислав Яковлевич, Уральский федеральный университет,
Екатеринбург, Россия
Очин Евгений, Академия им. Якуба Парадижа, Гожов
Великопольский, Польша
Цимбал Владимир Анатольевич, Военная Академия ракетных войск
стратегического назначения имени Петра Великого, Серпухов, Россия
Шабунин Сергей Николаевич, Уральский федеральный университет,
Екатеринбург, Россия
Управляющий редактор
4
Папуловская Наталья Владимировна, Уральский федеральный
университет, Екатеринбург, Россия
© Уральский федеральный университет, 2023
Ural Radio Engineering Journal | 2023;7(1)
Стр.5
urj.urfu.ru
ISSN 2588-0454 (Print)
ISSN 2588-0462 (Online)
Ural Radio Engineering Journal
2023, Vol. 7, No. 1
CONTENTS
Zeyde K. M. Semi-analytical and Full Wave Solution
for the FMCW-signal Path of a Radar for the Metal Rod
in a Concrete Medium Detection
Korenev A. V. Special Considerations of the Development
of the Contact System of the Microwave Switch with
the Frequency Range up to 18 GHz
Nevezhin V. N., Busygina A. V., Komnatnov M. E.
Analysis of Electrical Parameters of Liquids
in a Coaxial Cell at Varying Temperatures
Manokhin A. E. Identification of Digital Signals
with Integrated Bispectral Conversion
Neyolov V. V., Samorodov A. A., Shaldaev S. E.
Bispectral Images of Radar Wideband Objects Characters
Interpretation
Fridman L. B. Effectiveness of the Method of Adaptive
Compensation of Active Interference in Conditions
of Multipath Propagation
7
23
37
56
72
87
5
Contents | 2023;7(1)
Стр.6
urj.urfu.ru
ISSN 2588-0454 (Print)
ISSN 2588-0462 (Online)
Ural Radio Engineering Journal
2023, Т. 7, № 1
СОДЕРЖАНИЕ
Зейде К. М. Полуаналитическое и полное волновое
описание канала распространения ЛЧМ-сигнала
в системе обнаружения металлической конструкции
в бетонной среде
Коренев А. В. Особенности разработки контактной системы
СВЧ-переключателя диапазона частот до 18 ГГц
Невежин В. Н., Бусыгина А. В., Комнатнов М. Е.
Анализ электрических параметров жидкостей
в коаксиальной камере при изменении температуры
Манохин А. Е. Идентификация цифровых
последовательностей с интегральным биспектральным
преобразованием
Неёлов В. В., Самородов А. А., Шалдаев С. Е.
Интерпретация биспектральных изображений
радиолокационных широкополосных
сигнатур объектов
Фридман Л. Б. Характеристики эффективности метода
адаптивной компенсации активных помех
в условиях их многопутевого распространения
7
23
37
56
72
87
6
Содержание | 2023;7(1)
Стр.7
Ural Radio Engineering Journal. 2023;7(1):7–22
ISSN 2588-0454
Оригинальная статья / Original Paper
DOI 10.15826/urej.2023.7.1.001
УДК 537.877
Полуаналитическое и полное волновое
описание канала распространения
ЛЧМ-сигнала в системе обнаружения
металлической конструкции в бетонной среде
К. М. Зейде
Уральский федеральный университет имени первого Президента России
Б. Н. Ельцина, Россия, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 32
k.m.zeyde@urfu.ru
Аннотация
В настоящей статье описывается поэтапное создание аналитической
и полной волновой модели канала, которая может быть включена в работу
алгоритма обнаружения металлических конструкций в бетонной
среде для радиолокационного устройства. Аналитическая модель основывается
на геометрической формулировке, в основе которой лежит решение
обратной задачи для поиска требуемого угла преломления для
точного определения координаты точечного объекта. В полной волновой
модели, которая была разработана в САПР Altair Feko, возможно
учитывать как реальную антенну или антенную решетку, которая применяется
в устройстве, так и реальный объект отражения сигнала, которой
располагается в бетонной среде. Важно отметить, что в аналитической
модели учитывается эффект дисперсии электромагнитных волн,
распространяющихся в среде. Этот факт оказывается особенно актуальным,
при формировании радиолокационного комплекса на основе ЛЧМсигналов
в некотором диапазоне частот. В данной работе разрабатывается
алгоритм для частотного диапазона 0,8–5 ГГц, однако при необходимости
границы полосы могут быть изменены как в одну, так и в другую
сторону. Алгоритм разрабатывается для его использования в радиолокационных
устройствах обнаружения металлических конструкций в бетонной
среде. Для апостериорного учета электрофизических параметров
среды в состав радиолокационного устройства может быть включен измерительный
модуль по восстановлению действительных электрофизических
параметров бетона.
Ключевые слова
распространение радиоволн, подповерхностная радиолокация, электродинамическое
моделирование, структуроскопия, бетон, MIMO.
© Зейде К. М., 2023
7
К. М. Зейде | Полуаналитическое и полное волновое описание канала распространения ЛЧМ-сигнала в системе обнаружения металлической конструкции в бетонной среде
Стр.8
Ural Radio Engineering Journal. 2023;7(1):7–22
ISSN 2588-0454
Для цитирования
Зейде К. М. Полуаналитическое и полное волновое описание канала распространения
ЛЧМ-сигнала в системе обнаружения металлической конструкции
в бетонной среде. Ural Radio Engineering Journal. 2023;7(1):
7–22. DOI 10.15826/urej.2023.7.1.001.
for the Metal Rod in a Concrete Medium Detection
K. M. Zeyde
Semi-analytical and Full Wave Solution
for the FMCW-signal Path of a Radar
Ural Federal University named after first President of Russia B. N. Yeltsin,
32 Mira Str., Ekaterinburg, 620002, Russia
k.m.zeyde@urfu.ru
Abstract
This article describes the systematic development of an analytical and full
wave model of a radio channel, which may be included in the operation algorithm
of detecting metal structures in a concrete medium for the radar
device. The analytical model is based on the geometric formulation and solution
of an inverse problem to find the required refraction angle to accurately
target incidence. In the full wave model, which was developed in CAD
Altair Feko, it is possible to take into account both the real antenna or antenna
array, which is used in the device, and the real signal reflection object,
which is located in the concrete medium. It is important to note that
the analytical model takes into account the dispersion effect of electromagnetic
waves propagating in the medium. This fact turns out to be especially
relevant for the forming of the radar complex based on chirp signals
(or FMCW) in a certain frequency range. In this paper, an algorithm is developed
for the frequency range of 0.8–5 GHz, however, if necessary, the
band boundaries may be changed. The algorithm is established created for
its use in radar devices for detecting metal structures in a concrete medium.
A measuring module of restoring the actual material parameters may
be included in the complex of the radar device for a posteriori accounting
of the electrophysical parameters of the concrete.
Keywords
electromagnetic propagation, subsurface radiolocation, electromagnetic
modeling, structuroscopy, concrete, MIMO.
For citation
Zeyde K. M. Semi-analytical and Full Wave Solution for the FMCW-signal
Path of a Radar for the Metal Rod in a Concrete Medium Detection. Ural
8
K. M. Zeyde | Semi-analytical and Full Wave Solution for the FMCW-signal Path of a Radar for the Metal Rod in a Concrete Medium Detection
Стр.9