Главная Работы на конкурс Предметное образование Физико-математические дисциплины Научно-исследовательская работа «Реализация и анализ конструктивного метода повышения разрешающей способности системы терагерцового имиджинга»

Научно-исследовательская работа «Реализация и анализ конструктивного метода повышения разрешающей способности системы терагерцового имиджинга»

Автор: Жакупов Сергей Николаевич

Место работы/учебы (аффилиация): Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ), Студент

Научный руководитель: Бадьин Александр Владимирович

Актуальность

Одним из перспективно развивающихся направлений анализа неоднородных материалов является терагерцовый имиджинг. Он представляет собой визуализацию внутреннего строения объекта. В частном случае, при использовании спектрометра терагерцового диапазона с источником непрерывного излучения проводится анализ распределения интенсивности и сдвига фазы проходящего через образец электромагнитного излучения. Данный метод позволяет наглядно демонстрировать все внутренние неоднородности исследуемого объекта, начиная от скрытых дефектов – полости, трещины, заканчивая выявлением вещественного состава, таким образом позволяя проводить детальный бесконтактный анализ неоднородных объектов. Одним из качественных показателей данного метода является его пространственная разрешающая способность. Данную характеристику можно трактовать как минимальное линейное или угловое расстояние между двумя точками, при котором они не сливаются в одно целое и детектор способен их различить. Повышение разрешающей способности системы терагерцового имиджинга за счёт конструктивных изменений позволит производить более детальный анализ неоднородных объектов избегая увеличения значений генерируемой частоты.

Цель работы

Провести моделирование процесса взаимодействия плоской электромагнитной волны с кубическим элементом с различным коэффициентом преломления.

Задачи работы

  • освоить методику работы в программном комплексе CST Microwave Studio;
  • провести компьютерное моделирование процесса взаимодействия субволнового кубического элемента с электромагнитной волной в программном комплексе CST;
  • на основе результатов моделирования выбрать необходимый материал для создания и создать кубический элемент и специальную фиксирующую диафрагму;
  • внедрить фиксирующий элемент в плечо для измерения коэффициента прохождения спектрометра терагерцового диапазона СТД‑21 и провести ряд экспериментов по снятию картины двумерного распределения интенсивности электромагнитной волны, прошедшей через образец;
  • обработать полученные результаты.

Объект исследования

Объектом исследования являются различные методы повышения разрешающей способности системы терагерцового имиджинга.

Предмет исследования

Провести анализ процесса взаимодействия плоской электромагнитной волны с кубическим элементом с различным коэффициентом преломления.

Основные результаты

В ходе выполнения данной научно-исследовательской работы был проведен ряд экспериментов. Первые два эксперимента наглядно показывают эффективность использования фокусирующего элемента (куба). Исходя из эксперимента с зондом, можно сделать вывод, что пятно фокусировки в среднем сужается в 1,5 раза, а эксперимент с металлическими полосами демонстрирует обнаружение полосы с шириной 2 мм, при длине волны генерируемого излучения равной 7 мм. Однако третий эксперимент показывает некую недееспособность данного анализа в целом из-за возникновения ложных минимумов возле острых углов исследуемого образца. С этим нежелательным эффектом можно бороться путем повышения генерируемой частоты. Но не стоит забывать, что каждый фокусирующий элемент пригоден только для определенной частоты, и каждый раз придётся заново его создавать. При этом нужно учитывать сложность создания и конечной обработки куба при его геометрических размерах близких к миллиметру и ниже. Таким образом можно говорить о ограниченности возможности данного метода, обусловленной в первую очередь самим процессом создания фокусирующего элемента.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Физико-математические дисциплины

Научно-исследовательская работа «Тепловые парадоксы»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Смешивание воды разных температур — это процесс, при котором вода с различными температурами соединяется в одну единую среду. Этот процесс может происходить естественным образом, например, когда смешивается горячая и холодная вода из крана, или же ис...

Технические дисциплины, Физико-математические дисциплины

Научно-исследовательская работа «Применение компьютерной программы «GeoGebra» при решении задания №18 из ЕГЭ по математике профильного уровня разными способами»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

В данной работе сравнивается несколько математических программ при решении задач с параметрами. Лучшей из них оказалась GeoGebra, ведь с помощью нее происходит оживление математики и , следовательно, развитие интереса к данному предмету у школьников....

Физико-математические дисциплины

Научно-исследовательская работа «Как выбрать экономичную форму кровли»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Выбор конкретной формы крыши не так прост, как кажется на первый взгляд. Вид крыши выбирают в зависимости от плана дома, качества несущих стен, выбранного типа кровельного материала и теплоизоляции, эстетических предпочтений. Также влияние на выбор о...

Технические дисциплины, Физико-математические дисциплины

Научно-исследовательская работа «Из чего выгодно построить детскую площадку»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Детские площадки направлены на умственное и физическое развитие детей в игровой активной форме. Благодаря таким различным игровым элементам, как домик, песочница, горка и многое другое, дети примеряют на себя различные социальные роли, учатся общатьс...

Общественно-научные дисциплины, Физико-математические дисциплины

Научно-исследовательская работа «Проблема разработки формы комфортного архитектурного сооружения»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

В жизни любого человека есть такое понятие как комфортность. Когда человеку уютно, приятно, спокойно, он говорит что ему комфортно. И наоборот, если человек испытывает нервозность, подавленность, ему неуютно, он находится в состоянии дискомфорта. Дум...

Физико-математические дисциплины

Научно-исследовательская работа «Закон Бернулли. Применение его на практике»

Актуальность темы исследования: проблемы, связанные с бытовыми отходами, становятся год от года все более актуальными. Забота об охране природы, осознание вреда от разложения бытовых отходов в почве отразились в государственной политике. Сейчас обязы...

Мероприятие завершено

Конкурс, в котором работа участвует

Направление

Форма представления работы

Дата публикации работы

19.04.2020