Сулимский Евгений Сергеевич
Страница 40-44
-
В статье поставлена задача экспериментального измерения коэффициентов пропускания (КП) разных материалов в субтерагерцовом диапазоне на частоте 97,8 ГГц для обоснованного выбора материалов при проектировании систем субтерагерцового диапазона. Несмотря на наличие публикаций по данной теме, экспериментальные данные, полученные в работе, важны так как со временем изменяется состав материалов, как и структуры переплетения волокон тканей, что приводит к другим значениям КП отличным от измерений 20‑летней давности.Измерения проводились на частоте 97,8 ГГц по проходной схеме с использованием матричной камеры Tera‑1024 и генератора на IMPATT-диоде. Для полимерных, конструкционных и радиопоглощающих материала исследовано влияние числа слоёв (1–3) на результаты измерений, а для 19 текстильных материалов исследовано различие между воздушно-сухим и увлажнённым состояниями.Показано, что тефлон и пенопласт имеют КП T≈1,0, тогда как радиопоглощающий материал даёт ослабление >21 дБ. Воздушно-сухие ткани в основном почти полностью пропускают излучение (T=0,87–0,99), а увлажнение снижает КП в 2–70 раз. Расширенная относительная неопределённость измерений составила 1,22–12,15 % при коэффициенте охвата k = 2 (доверительная вероятность 95 %).Результаты выполненной работы позволяют количественно прогнозироваться потери субтерагерцового излучения в реальных материалах и обоснованно выбирать их в системах субтерагерцового диапазона. Ограничениями работы являются фиксированная частота и качественная оценка увлажнения. Дальнейшие исследования предполагают получение частотных зависимостей КП в диапазоне 100–300 ГГц.
Подробнее -
1. Chan W.L., Deibel J., Mittleman D.M. Imaging with terahertz radiation // Reports on Progress in Physics. – 2007. – Vol. 70, № 8. – P. 1325–1379. – DOI: 10.1088/0034‑4885/70/8/R02.. 2. Hu B.B., Nuss M.C. Imaging with terahertz waves // Optics Letters. – 1995. – Vol. 20, № 16. – P. 1716–1718. – DOI: 10.1364/OL.20.001716. 3. Николаев Н.В., Ильин В.В., Соколов А.М., Мацкевич Е.Е. Применение терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов в интегрированных системах безопасности // Вопросы безопасности. – 2021. – № 4. – С. 39–49. – DOI: 10.25136/240 9‑7543.2021.4.36822. 4. Li X., Li J., Li Y., Ozcan A., Jarrahi M. High-throughput terahertz imaging: progress and challenges // Light: Science & Applications. – 2023. – Vol. 12, № 1. – P. 233. – DOI: 10.1038/s41377‑023‑01278‑0. 5. Сулимский Е.С., Строев Н.Н., Астахов С.П., Власенкова А.А., Тимофеева Н.С. Устройство для изменения распределения энергии в плоскости раскрыва конического излучателя системы радиовидения миллиметрового диапазона // Патент РФ № 2728249 C1. – Опубл. 28.07.2020. 6. Astakhov S.P., Stroev N.N., Yakimenko I.A., Sulimsky E.S. The results of the experimental study of the method of directional radiation pattern transformation of a conical horn radiator operating in millimetric (sub-THz) band // Light & Engineering. – 2021. – Vol. 29, № 6. – P. 157–161. – DOI: 10.33383/2021‑058. 7. TeraSense. Terahertz imaging cameras [Электронный ресурс]. – URL: https://terasense.com/products/sub-thz-imaging-cameras/ (дата обращения: 20.03.2026). 8. TeraSense. Terahertz sources [Электронный ресурс]. – URL: https://terasense.com/products/terahertz-sources/ (дата обращения: 20.03.2026). 9. Shin S.H., Lucyszyn S. Benchmarking a commercial (sub-)THz focal plane array against a custom-built millimeter-wave single-pixel camera // IEEE Access. – 2020. – Vol. 8. – P. 191174–191190. – DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3030617. 10. Mittleman D.M., Jacobsen R.H., Nuss M.C. T-ray imaging // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. – 1996. – Vol. 2, № 3. – P. 679–692. – DOI: 10.1109/2944.571768. 11. Withayachumnankul W., Fischer B.M., Lin H., Abbott D. Uncertainty in terahertz time-domain spectroscopy measurement // Journal of the Optical Society of America B. – 2008. – Vol. 25, № 6. – P. 1059–1072. – DOI: 10.1364/JOSAB.25.001059. 12. Withayachumnankul W., Naftaly M. Fundamentals of measurement in terahertz time-domain spectroscopy // Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. – 2014. – Vol. 35, № 8. – P. 610–637. – DOI: 10.1007/s10762‑013‑0042‑z. 13. Chang T., Zhang X., Zhang X., Cui H.L. Accurate determination of dielectric permittivity of polymers from 75 GHz to 1.6 THz using both S-parameters and transmission spectroscopy // Applied Optics. – 2017. – Vol. 56, № 12. – P. 3287–3292. – DOI: 10.1364/AO.56.003287. 14. Piesiewicz R., Jansen C., Wietzke S., Mittleman D., Koch M., Kürner T. Properties of building and plastic materials in the THz range // International Journal of Infrared and Millimeter Waves. – 2007. – Vol. 28, № 5. – P. 363–371. – DOI: 10.1007/s10762‑007‑9217‑9. 15. Zhao G., ter Mors M., Wenckebach W.T., Planken P.C.M. Terahertz dielectric properties of polystyrene foam // Journal of the Optical Society of America B. – 2002. – Vol. 19, № 6. – P. 1476–1479. – DOI: 10.1364/JOSAB.19.001476. 16. Bjarnason J.E., Chan T.L.J., Lee A.W.M., Celis M.A., Brown E.R. Millimeter-wave, terahertz, and mid-infrared transmission through common clothing // Applied Physics Letters. – 2004. – Vol. 85, № 4. – P. 519–521. – DOI: 10.1063/1.1771814. 17. Dunayevskiy I., Bortnik B., Geary K., Lombardo R., Jack M., Fetterman H. Millimeter- and submillimeter-wave characterization of various fabrics // Applied Optics. – 2007. – Vol. 46, № 24. – P. 6161–6165. – DOI: 10.1364/AO.46.006161. 18. Ellison W.J. Permittivity of pure water, at standard atmospheric pressure, over the frequency range 0–25 THz and the temperature range 0–100 °C // Journal of Physical and Chemical Reference Data. – 2007. – Vol. 36, № 1. – P. 1–18. – DOI: 10.1063/1.2360986.
Подробнее