|
DOI: 10.14489/td.2026.09.pp.068-076
Федюнин Д. П., Казьмин А. И., Федюнин П. А.
КОНТРОЛЬ ДЕФЕКТОВ В МНОГОСЛОЙНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТОДИЭЛЕТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЯХ МЕТОДОМ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
(c. 68-76)
Аннотация. Существующие способы радиоволновой дефектоскопии многослойных диэлектрических и магнитодиэлектрических покрытий (ДМП) обладают низкой вероятностью обнаружения протяженных дефектов (отслоение покрытия от металлической подложки и расслоение между слоями) и не обеспечивают количественную интерпретацию результатов контроля (оценку абсолютных величин отслоений и расслоений между слоями). Представлены результаты исследования по обнаружению и оценке протяженных дефектов (отслоение от металлической подложки и расслоение между слоями) в многослойных диэлектрических покрытиях на металлической подложке методом поверхностных электромагнитных волн. Оценка параметров дефектов многослойных покрытий в предложенном методе определяется в ходе минимизации квадратического функционала, построенного как не-вязка между экспериментальными и вычисленными теоретическими значениями коэффициентов ослабления поля поверхностной электромагнитной волны на сетке дискретных частот. Натурные эксперименты на измеритель-ном комплексе, реализующем метод, показали, что метод поверхностных электромагнитных волн обеспечивает оценку геометрических параметров (высот) дефектов в многослойных диэлектрических покрытиях в полосе частот Δf = 9…13 ГГц с погрешностью не более 6…10 %.
Ключевые слова: многослойное диэлектрическое покрытие, поверхностная электромагнитная волна, отслоение, расслоение, электрофизические и геометрические параметры, коэффициент ослабления поля, реконструкция.
Fedjunin D. P., Kaz'min A. I., Fedjunin P. A.
TESTING DEFECT OF MULTILAYER DIELECTRIC AND MAGNETODIELECTRIC COATINGS BY THE METHOD SURFACE ELECTROMAGNETIC WAVES
(pp. 68-76)
Abstract. Existing radio wave flaw detection methods for multilayer dielectric and magnetodielectric coatings have a low detection rate for extended defects (coating delamination from the metal substrate and interlayer delamination) and do not provide a quantitative interpretation of inspection results (assessment of the absolute magnitude of delaminations and interlayer delaminations). This article presents the results of a study on the detection and assessment of extended defects (delamination from the metal substrate and interlayer delamination) in multilayer dielectric coatings on a metal substrate by the method surface electromagnetic waves. In the proposed method, the defect parameters of multilayer coatings are estimated by minimizing a quadratic functional constructed as the residual between the experimental and calculated theoretical values of the surface electromagnetic wave field attenuation coefficients on a discrete frequency grid. Full-scale experiments on a measuring complex implementing the method showed that the method of surface electromagnetic waves provides estimates of the geometric parameters (heights) of defects in multilayer dielectric coatings in a frequency band with an error of no more than 6…10 %.
Keywords: multilayer dielectric coating, surface electromagnetic wave, delamination, interlayer delaminations, electrophysical and geometric parameters, field attenuation coef-ficient, reconstruction.
Д. П. Федюнин, А. И. Казьмин, П. А. Федюнин (Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина», Воронеж, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
D. P. Fedjunin, A. I. Kaz'min, P. A. Fedjunin (Military Educational and Scientific Center of the Air Force “N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin Air Force Academy”, Voronezh, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Лагарьков А. Н., Погосян М. А. Фундаментальные и прикладные проблемы стелс-технологий // Вестник РАН. 2003. Т. 73, № 9. С. 779 – 787.
2. Виноградов А. П., Лагарьков А. Н., Сарычев А. К., Стерлинга И. Г. Многослойные поглощающие структуры из композитных материалов // Радиотехника и электроника. 1996. Т. 41, № 2. С. 158 – 161.
3. Иванова В. И., Кибец С. Г., Краснолобов И. И. и др. Разработка широкополосного радиопоглощающего покрытия с высокими эксплуатационными свойствами // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2016. № 7. 23 с.
4. Басков К. М., Политико А. А., Семененко В. Н. и др. Радиоволновой контроль параметров образцов многослойных стенок радиопрозрачных укрытий // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 11. DOI: 10.30898/1684-1719.2019.11.12
5. Семененко В. Н., Чистяев В.А., Политико А. А., Басков К. М. Стенд для измерений в свободном пространстве радиофизических параметров материалов в сверхширокой полосе сверхвысоких частот // Измерительная техника. 2019. № 2. С. 55 – 59. DOI: 10.32446/0368-1025it.2019-2-55-59
6. Антропов О. С., Дробахин О. О. Повышение разрешающей способности метода Фурье-преобразова¬ния коэффициента отражения путем экстраполяции спектра на основе принципа минимума длительности // Дефектоскопия. 2009. № 5. С. 72 – 80.
7. Aly O. A. M., Omar A. S. Reconstructing Stratified Permittivity Profiles using Super-Resolution Techniques // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2006. V. 54, No. 1. P. 492 – 498. DOI: 10.1109/TMTT.2005.860491
8. Mirjahanmardi S. H., Albishi A. M., Ramahi O. M. Permittivity Reconstruction of Nondispersive Materials Using Transmitted Power at Microwave Frequencies // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2020. V. 69, No. 10. P. 8270 – 8278. DOI: 10.1109/TIM.2020.2988329
9. Omar A. Baseband and Super-Resolution-Passband Reconstructions in Microwave Imaging // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2019. V. 67, No. 4. P. 1327 – 1335. DOI: 10.1109/TMTT.2019.2894427
10. Li Y., Yang X., Lan T., et al. Parameter Inversion by a Modified Reflected Signal Reconstruction Method for Thin-Layered Media // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2022. V. 21, No. 5. P. 958 – 962. DOI: 10.1109/LAWP.2022.3152843
11. Didier Q., Arhab S., Lefeuve-Mesgouez G. Comparative Study Between Different Frequency Strategies for Relative Dielectric Permittivity and Electrical Conductivity Reconstruction. Application to Near Subsurface Imaging // IEEE MTT-S International Conference on Numerical Electromagnetic and Multiphysics Modeling and Optimization (NEMO-2022), Limoges, France, 6 ‒ 8 July 2022. Limoges, 2022. 4 p. DOI: 10.1109/NEMO51452.2022.10038974
12. Михнев В. А. Реконструктивная микроволновая структуроскопия многослойных диэлектрических сред. Минск: ПЧУП «Светоч», 2002. 192 с.
13. Казьмин А. И., Федюнин П. А. Оценка степени отслоения диэлектрических и магнитодиэлектрических покрытий с использованием поверхностных электромагнитных волн СВЧ-диапазона // Дефектоскопия. 2020. № 9. С. 50 – 63.
14. Казьмин А. И., Федюнин П. А. Контроль дефектов в многослойных диэлектрических материалах СВЧ-методом // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86, № 2. С. 37 – 43.
15. Казьмин А. И. Методологические принципы определения электрофизических параметров материалов и покрытий со сложной внутренней структурой с помощью поверхностных электромагнитных волн // Дефектоскопия. 2022. № 3. С. 34 – 49. DOI: 10.31857/S0130308222030046
16. Гринев А. Ю., Темченко В. С., Багно Д. В. Радары подповерхностного зондирования. Мониторинг и диагностика сред и объектов. М.: Радиотехника, 2013. 391 с.
17. Фелсен Л., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн: в 2 т. / пер. с англ. под ред. М. Л. Левина. М.: Мир, 1978. Т. 1. 546 с. Т. 2. 550 с.
18. Богданов Ю., Кочемасов В., Хасьянов Е. Фольгированные диэлектрики – как выбрать оптимальный вариант для печатных плат ВЧ/СВЧ-диапазонов. Часть 1 // Печатный монтаж. 2013. № 2. С. 156 – 168.
1. Lagarkov, A. N., & Pogosyan, M. A. (2003). Fundamental and applied problems of stealth technologies. Vestnik RAN, 73(9), 779–787. [in Russian language].
2. Vinogradov, A. P., Lagarkov, A. N., Sarychev, A. K., & Sterlinga, I. G. (1996). Multilayer absorbing structures made of composite materials. Radiotekhnika i elektronika, 41(2), 158–161. [in Russian language].
3. Ivanova, V. I., Kibets, S. G., Krasnolobov, I. I., et al. (2016). Development of a broadband radar-absorbing coating with high performance properties. Zhurnal radioelektroniki, (7). [in Russian language].
4. Baskov, K. M., Politiko, A. A., Semenenko, V. N., et al. (2019). Radio-wave inspection of parameters of samples of multilayer walls of radome shelters. Zhurnal radioelektroniki, (11). [in Russian language]. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.11.12
5. Semenenko, V. N., Chistyaev, V. A., Politiko, A. A., & Baskov, K. M. (2019). Test bench for free-space measurements of radiophysical parameters of materials in the ultra-wideband microwave range. Izmeritel'naya tekhnika, (2), 55–59. [in Russian language]. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-2-55-59
6. Antropov, O. S., & Drobakhin, O. O. (2009). Increasing the resolution of the Fourier transform method of the reflection coefficient by spectrum extrapolation based on the minimum duration principle. Defektoskopiya, (5), 72–80. [in Russian language].
7. Aly, O. A. M., & Omar, A. S. (2006). Reconstructing stratified permittivity profiles using super-resolution techniques. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 54(1), 492–498. https://doi.org/10.1109/TMTT.2005.860491
8. Mirjahanmardi, S. H., Albishi, A. M., & Ramahi, O. M. (2020). Permittivity reconstruction of nondispersive materials using transmitted power at microwave frequencies. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 69(10), 8270–8278. https://doi.org/10.1109/TIM.2020.2988329
9. Omar, A. (2019). Baseband and super-resolution-passband reconstructions in microwave imaging. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 67(4), 1327–1335. https://doi.org/10.1109/TMTT.2019.2894427
10. Li, Y., Yang, X., Lan, T., et al. (2022). Parameter inversion by a modified reflected signal reconstruction method for thin-layered media. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 21(5), 958–962. https://doi.org/10.1109/LAWP.2022.3152843
11. Didier, Q., Arhab, S., & Lefeuve-Mesgouez, G. (2022). Comparative study between different frequency strategies for relative dielectric permittivity and electrical conductivity reconstruction. Application to near subsurface imaging. In IEEE MTT-S International Conference on Numerical Electromagnetic and Multiphysics Modeling and Optimization (NEMO-2022). Limoges, France. https://doi.org/10.1109/NEMO51452.2022.10038974
12. Mikhnеv, V. A. (2002). Reconstructive microwave structuroscopy of multilayer dielectric media. Svetoch. [in Russian language].
13. Kaz'min, A. I., & Fedyunin, P. A. (2020). Assessment of the degree of delamination of dielectric and magnetodielectric coatings using surface electromagnetic waves in the microwave range. Defektoskopiya, (9), 50–63. [in Russian language].
14. Kaz'min, A. I., & Fedyunin, P. A. (2020). Defect control in multilayer dielectric materials using the microwave method. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, 86(2), 37–43. [in Russian language].
15. Kaz'min, A. I. (2022). Methodological principles for determining electrophysical parameters of materials and coatings with complex internal structure using surface electromagnetic waves. Defektoskopiya, (3), 34–49. [in Russian language]. https://doi.org/10.31857/S0130308222030046
16. Grinev, A. Yu., Temchenko, V. S., & Bagno, D. V. (2013). Ground penetrating radars. Monitoring and diagnostics of media and objects. Radiotekhnika. [in Russian language].
17. Felsen, L., & Marcuvitz, N. (1978). Radiation and scattering of waves (in 2 vols.). Mir. [in Russian language].
18. Bogdanov, Yu., Kochemasov, V., & Khasyanov, E. (2013). Foil dielectrics – how to choose the optimal option for RF/microwave printed circuit boards. Part 1. Pechatnyi montazh, (2), 156–168. [in Russian language].
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»