Способ измерения параметров погруженных в поглощающую среду антенн методом масштабного моделирования, способ приготовления вещества для моделирования поглощающей среды и композиция для приготовления вещества для моделирования поглощающей среды

 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к технике антенных измерений, и может быть использовано при проведении лабораторных исследований методом масштабного моделирования параметров антенн, погруженных в полупроводящую среду. Техническим результатом является повышение точности измерения параметров антенн методом масштабного моделирования, расширение диапазона моделирования параметров поглощающих сред и снижение материальных затрат на разработку антенн, размещаемых в полупроводящих средах. Способ заключается в моделировании структуры и рельефа среды над и под антенной и последующем измерении параметров в безэховой камере. Вещество, моделирующее поглощающую среду, предложено изготавливать из доступных и относительно дешевых материалов путем их термической обработки и последующей гомогенизации, обеспечивающей формирование геля, сохраняющего в течение нескольких суток параметры и пластичность. Композиция включает в свой состав органический наполнитель (крупчатку твердой пшеницы с высоким содержанием клейковины), натрийсодержащее вещество, вяжущее вещество (мел) и дистиллированную воду. Композиция не содержит токсичных веществ, безопасна в работе и может храниться длительное время без изменения своих свойств. 3 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Заявляемые объекты объедены общим изобретательским замыслом, относятся к области радиотехники, в частности к технике антенных измерений, и могут быть использованы при проведении лабораторных исследований методом масштабного моделирования параметров антенн, погруженных в поглощающую среду (например, при разработке и исследовании подземных антенн, размещаемых в толще Земли).

Известны способы измерения параметров антенн методом масштабного моделирования (см., например, кн.: Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. -М.: Мир, ч. 2, 1984, с. 700 - 706), включающие возбуждение модели исследуемой антенны, выполненной с коэффициентом моделирования К_м на частоте F_м= К_м•f₀, где f₀ - рабочая частота антенны при ее создании в натуральную величину, измерение излученного антенной электромагнитного поля (ЭПМ) и дальнейшую обработку полученных результатов с целью определения искомых параметров. Однако известные способы-аналоги не позволяют получить достоверные результаты при расположении излучателей в полупроводящей среде.

Известны способы приготовления вещества для моделирования поглощающей среды, описанные, например, в кн.: Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. -М. : Мир, ч. 2, 1984, с. 717-718. Способ-аналог включает приготовление смеси, моделирующей слоистую структуру среды, установку смесей друг над другом с помощью перегородок, предотвращающих диффузию с последующим размещением в модели среды масштабной модели излучателя.

Недостатком способа-аналога является низкая точность выполнения условий моделирования среды из-за наличия перегородок и невозможность моделирования поверхности земли со сложным рельефом.

Известны композиции для приготовления вещества, моделирующего поглощающие среды (см., например, кн.: Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. -М.: Мир, ч. 2, 1984, с. 715). Здесь описан состав шихты для приготовления вещества, имитирующего костные и жировые ткани. Шихта включает: полиэфирную смолу 84,81%, перекись метилэтилкетона 0,45%, ацетиленовую чернь 0,24%, алюминиевый порошок 14,5%.

Недостатком состава указанной композиции является высокая токсичность ее ингредиентов, что усложняет работу с ней и повышает опасность отравления испытателя в ходе эксперимента.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному способу измерения параметров погруженных в поглощающую среду антенн является способ описанный в кн.: Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах, - М.: ч. 2, 1984, с. 707-709. Способ-прототип включает изготовление масштабной модели антенны, изготовление модели поглощающей среды в виде солевого раствора, погружение излучателя в раствор, помещение в раствор дополнительных калибровочных зондов, измерение поля излучателей и определение параметров антенн.

Однако способ-прототип обладает невысокой точностью измерений при размещении антенн в неоднородной среде с произвольным рельефом на границе "земля - воздух".

Наиболее близким способом приготовления вещества для моделирования поглощающей среды является способ, описанный в кн.: Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. -М. : Мир, ч. 2, 1984, с. 722 - 723. Способ-прототип основан на изменении концентрации соли (NaCl) в геле агара (агар, агар-агар) - растительный студень, получаемый из морских багрянковых водорослей, содержащих, главным образом, углеводы. В способе-прототипе приготовление вещества для моделирования поглощающей среды включает обработку композиции на основе органического наполнителя в виде гранулированного агара, разжижение его водой при температуре около 95^oс последующей гомогенизацией до температуры 35^oС, при которой происходит затвердение геля. Изменение тангенса угла потерь tgδ агарного геля может осуществляться путем диффузии солевого раствора в гель. Однако застывший агаровый гель не обладает пластичностью, сохраняемостью параметров и не может быть использован с целью выполнения моделей сложных рельефов местности.

Наиболее близкой к заявленной композиции для приготовления вещества, предназначенного для моделирования поглощающей среды, является композиция, используемая для имитации мышечной ткани человеческого тела и описанная в кн.: Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. -М: Мир, 1984, ч. 2, с. 715-716. Композиция включает (в %): натрийсодержащий водно-солевой раствор (12 г соли на 1 л) 76,5; полиэтиленовый порошок 15,2; органический желеобразующий компонент 8,4, в качестве которого обычно используется вещество агар-агар. Прототип-композиция, однако, обладает недостатками: она может быть использована только для приготовления вещества, по своим свойствам близкого к мышечной ткани человека, и непригодна для приготовления вещества при моделировании с большим коэффициентом моделирования горных пород и полупроводящих поверхностей; в состав композиции входит дорогостоящее желеобразующее вещество.

Целью заявляемого способа измерения параметров погруженных в поглощающую среду антенн методом масштабного моделирования является разработка технического решения, обеспечивающего повышение точности измерений при размещении исследуемой антенны в неоднородной среде с произвольным рельефом местности на границе с воздухом.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения параметров погруженных в поглощающую среду антенн, включающем изготовление модели поглощающей среды, размещение в ней модели исследуемой подземной антенны, возбуждение модели подземной антенны генератором ВЧ колебаний и измерение ее внешних параметров, над моделью исследуемой антенны размещают первый плоский слой поглощающей среды, высота и вертикальная структура которого соответствуют масштабной высоте и структуре поглощающей среды непосредственно над реальной подземной антенной. Затем, измеряют уровень сигнала Е_в(мкВ), излученного моделью исследуемой подземной антенны и прошедшего через первый слой. Далее выполняют второй плоский слой поглощающей среды, структура которого соответствует структуре поглощающей среды под реальной подземной антенной и измеряют уровень сигнала Е_н(мкВ), прошедшего через второй плоский слой поглощающей среды. После этого удаляют первый плоский слой поглощающей среды, размещенный над моделью исследуемой подземной антенной, а на его место устанавливают модель поглощающей среды, выполненную в соответствии с рельефом местности. Затем всю структуру: модель исследуемой подземной антенны, погруженную в объемную модель поглощающей среды, помещают в безэховую камеру, возбуждают модель исследуемой антенны от генератора ВЧ колебаний и измеряют ее внешние параметры (например, диаграмму направленности). Причем второй плоский слой поглощающей среды выполняют на глубину, при которой удовлетворяется неравенство 20 lg(E_в, мкВ/Е_н, мкВ)≥30 дБ При этом размеры модели поглощающей среды в радиальных направлениях от места размещения антенны выбирают в пределах (1,5-2)λ₀, где λ₀ - длина волны в воздухе, соответствующая частоте F_М измерения.

Указанная новая совокупность существенных признаков позволяет обеспечить повышение точности измерений за счет того, что: нижнее полупространство выполняется на глубину, при которой можно пренебречь просачивающимся через него паразитным ЭПМ; между слоями с различными значениями удельной электрической проводимости σ отсутствуют перегородки, являющиеся неоднородностями и искажающие условия моделирования; появляется возможность более точно выполнять рельеф местности на границе "земля-воздух"; исключается переотражающее действие окружающих предметов и влияние сторонних ЭМП размещением модели в безэховой камере.

Анализ аналогичных технических решений по источникам технической и патентной литературы показал, что в них отсутствует совокупность отличительных признаков заявленного способа, проявляющая такие же свойства, какие приобрел заявленный объект от их применения. Это указывает на соответствие заявленного способа критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Целью заявленного способа приготовления вещества для моделирования поглощающей среды является разработка технического решения, при котором достигается обеспечение пластичности вещества и сохранение его параметров в течение длительного времени.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе приготовления вещества для моделирования поглощающей среды путем обработки композиции на основе органического наполнителя и разжижения его в воде с последующей гомогенизацией, органический наполнитель измельчают в крупчатку до размеров 0,01-0,1 мм. Затем органический наполнитель размешивают в дистиллированной воде при соотношении объемов 1:(3,5-4,5) и температуре 18-20^oС, вливают коллоидный раствор при помешивании в кипящую дистиллированную воду (соотношение объемов раствора и воды 1:(4,5-5,5), охлаждают приготовленный гель до 50-60^oС и добавляют в него, при размешивают, хлористонатриевую корректирующую добавку. Далее полученный гель доводят до кипения, выдерживают в кипящем состоянии в течение 3-5 мин, после чего гомогенизацию геля ведут в течение 1,5-2 ч, а затем полученный гель смешивают с вяжущей добавкой.

Указанная новая совокупность существенных признаков позволяет приготовить вещество для моделирования сред, обладающее пластичностью и имеющее в течение несколько суток стабильные параметры, чем обеспечивается возможность формовки требуемого рельефа моделируемой поверхности. Кроме того, полученное новым способом вещество обеспечивает путем изменения соотношения массы элементов композиции моделирование параметров поглощающих сред в широком диапазоне, охватывающем величины удельных проводимостей различных типов почв от скальных пород до осадочных слоев.

Анализ известных технических решений аналогичного назначения показал, что в них отсутствует совокупность новых отличительных признаков, проявляющих такие же свойства, какие приобрел от их использования заявленный объект. Это указывает на соответствие заявленного способа критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Целью составления заявленной композиции, предназначенной для приготовления вещества для моделирования поглощающих сред, является обеспечение ее пригодности для моделирования поглощающих сред в широком диапазоне их удельной проводимости σ и снижение себестоимости композиции.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для приготовления вещества для моделирования поглощающей среды на основе органического наполнителя, включающая натрийсодержащее вещество, дополнительно содержит мел и составлена при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Органический наполнитель - 2-3
Натрийсодержащее вещество - 4,5 - 20
Мел - 10-15
Дистиллированная вода - Остальное
В качестве органического наполнителя использована крупчатка из твердой пшеницы, содержащая 15-20% белка, а в качестве натрийсодержащего вещества использован хлористый натрий, причем масса его в процентном содержании от массы композиции выбрана из условия:
m_n = (4,45-4,55)lg(K_м)/(1-σ),
где m_n - масса хлористого натрия в композиции в процентах;
К_м - коэффициент моделирования;
σ, См/м - удельная электрическая проводимость реальной среды.

Указанная новая совокупность признаков позволяет с малыми экономическими затратами за счет исключения дорогостоящего агарового геля и замены его на крупчатку из твердых пшениц, содержащих высокий уровень клейковины, приготавливать вещество в широких пределах величины ее удельной проводимости.

Анализ известной литературы, содержащей описание композиций для аналогичных целей, показал, что в них отсутствуют отличительные признаки заявленной композиции, проявляющие такие же свойства. Последнее указывает на соответствие заявленного объекта изобретения условиям "новизна" и "изобретательский уровень".

Заявленные объекты поясняются чертежами:
на фиг.1 показан вариант вертикальной структуры и рельефа участка местности, где установлена подземная антенна;
на фиг. 2 изображен эскиз контейнера для размещения объемной модели поглощающей среды;
на фиг. 3 показаны рисунки, поясняющие процесс реализации способа измерения параметров антенн, размещенных в поглощающей среде;
на фиг. 4 приведены результаты сравнительных измерений диаграмм направленности подземной антенны в реальных условиях ее эксплуатации и в лабораторных условиях.

Возможность реализации заявленного способа измерения параметров погруженных в полупроводящую среду излучателей методом масштабного моделирования объясняется следующим: после того, как выполнен анализ вертикальной структуры слоев почвы над и под местом размещения излучателя и проанализирован рельеф местности на границе "земля-воздух", рельеф этой местности и вертикальную структуру слоев земной коры с резко отличающимися величинами удельной электрической проводимости σ изображают графически (фиг.1). Затем приготавливают вещества, моделирующие с учетом принятого К_м слои земной коры с резко выраженными параметрами (фиг.1б - это слои с σ₁, σ₂ и σ₃). Далее изготавливают какой-либо контейнер (например, цилиндрической формы - поз. 1 на фиг.2), имеющий диаметр D, равный (1,5-2)λ₀, и высоту Н, достаточную для размещения над излучателем и под ним модели структуры поглощающей среды. Сам цилиндр свободно подвешивается на основании 3, что обеспечивает ему вращение в вертикальной плоскости на полуосях 4 и фиксацию его в двух рабочих положениях стопорами 5. Формовочный цилиндр 1 целесообразно выполнить из диэлектрического материала, имеющего относительную диэлектрическую проницаемость ε_r, незначительно отличающуюся от ε_r воздуха. К таким материалам можно отнести пенопласт с ε_r≅1,1-1,3. Затем внутри цилиндра 1 на расстоянии h_max, от его верхнего края (см. фиг.3а) устанавливают и фиксируют диэлектрическую подложку 2 (см. фиг.3а). Величина _max соответствует наибольшей высоте рельефа местности в пределах окружности с радиусом D в центре которой установлена антенна (см. фиг.1б). Подложка 2 также выполнена из пенопласта, в центре которой закрепляют модель исследуемой подземной антенны 6. Модель исследуемой подземной антенны 6 подключают к генератору ВЧ колебаний через симметрирующее устройство 7, выполненное, например, в виде U - колена и рассчитанное на рабочую частоту F_м. Затем выполняют формовку структуры первого плоского слоя поглощающей среды высотой h_в, повторяющего структуру верхнего слоя непосредственно над реальной подземной антенной (по линии 0-0' на фиг.1б). Высота каждого смоделированного слоя h_i с параметрами σ_i, где i=1, 2, 3, 4,.... равна высоте i-го слоя в направлении нормали над излучателем (фиг.1б, 3а). После этого с помощью измерительного зонда 8 (см. фиг.3а), установленного непосредственно на границе первого слоя поглощающей среды с воздухом и подключенного к приемному устройству через согласующее устройство 7, измеряют уровень сигнала Е_в (в микровольтах), прошедшего через многослойную среду, размещенную над исследуемым излучателем 6.

Затем удаляют из формовочного цилиндра зонд 8 и первый плоский слой поглощающей среды. Над исследуемой моделью антенны размещают второй плоский слой поглощающей среды, моделирующий структуру среды под реальной подземной антенной по линии 0-0' (фиг.1б). Последовательно наращивают высоту слоя h_н, повторяя при этом структуру среды под антенной. На каждом этапе с помощью зонда 8, размещаемого на поверхности наращиваемого второго слоя поглощающей среды, измеряют уровень сигнала Е_н(в мкВ), прошедшего через этот слой сигнала от возбужденной модели исследуемой подземной антенны. Причем высоту второго слоя h_н увеличивают до тех пор, пока не будет выполнено условие:
20 lg(Е_в, мкВ/Е_н, мкВ)≥30 дБ
После этого извлекают зонд 8, фиксируют второй плоский слой поглощающей среды с помощью запорного дна 9 (фиг.3б), выполненного из диэлектрического материала, переворачивают на 180^o формовочный цилиндр 1 и фиксируют его в этом положении. Выполнением вышеуказанного условия достигается минимизация просачивания паразитного поля модели исследуемой подземной антенны через нижнее полупространство. На большую глубину, как показали исследования, нижний слой моделировать нецелесообразно, так как при выполнении приведенного условия возможные ошибки измерения выходят за пределы точности имеющихся измерительных приборов. Это тем более справедливо, если учесть, что на первом этапе в верхнем полупространстве не учитывался реальный рельеф местности, т. е. требования к паразитному сигналу, проникающему через нижнее полупространство, оценивалось с более жестких позиций. После указанных действий из формовочного цилиндра, находящегося в исходном положении, удаляют диэлектрическую подложку 2, а модель исследуемой подземной антенны 6 и размещают непосредственно на поверхности второго плоского слоя поглощающей среды (фиг. 3в). Затем над моделью 6 исследуемой подземной антенны формируют верхнее полупространство, строго моделируя как его рельеф, так и его вертикальную структуру по слоям (фиг.3в).

Выполненную таким образом модель исследуемой подземной антенны, погруженную в поглощающую среду, вместе с формовочным цилиндром помещают в безэховую камеру на вращающуюся платформу и подключают к выходу генератора ВЧ колебаний. Далее измерения выполняют по известной методике (см., например, кн. : Фрадин А., Рыжков Е. Измерения параметров антенно-фидерных устройств. - М. : Связь, 1972, с. 245-246). Комплект приемной аппаратуры, состоящий из измерителя уровня поля, измерительной антенны (например, логопериодической) и самописца уровня, предназначен для непосредственного измерения величины напряженности поля и графического изображения диаграммы направленности модели исследуемой подземной антенны с учетом рельефа местности и геологической структуры среды заложения антенны в горизонтальной и, при необходимости, в вертикальной плоскостях. Измерение диаграмм направленности в безэховой камере исключает влияние окружающих предметов и мешающих внешних ЭМП на точность измерений.

Точность предлагаемого способа измерений оценивалась в процессе исследований сравнением измеренных предлагаемым способом характеристик направленности модели подземной антенны в азимутальной плоскости и измеренных диаграмм направленности антенны в реальных условиях ее эксплуатации, выполненных методом облета.

Диаграмма направленности реальной антенны получена с высокой точностью при использовании известного способа исследования диаграмм направленности антенн методом облета (см., например, Резников Г.Б. "Самолетные антенны", -М.: Сов. радио,1962., с. 431.). При этом рельеф местности в реальных условиях показан на фиг.1. Масштаб моделирования составил К_м=10⁴, частота измерений F_м=1,3 ГГц. Результаты измерений, показанные на фиг.4, подтвердили приемлемую точность соответствия результатов, полученных заявленным способом (сплошная линия) и реальных (пунктирная линия) результатов измерения методом облета. Максимальная ошибка измерений не превышает Δ₁ ≤ 5 дБ по напряженности поля относительно 1 мкВ. Одновременно были выполнены измерения диаграммы направленности моделей излучателя, погруженного в однородную, усредненную по всем слоям среду, т. е. методом прототипа (штрихпунктирная линия). При этом максимальная ошибка по сравнению с диаграммой направленности, выполненной методом облета, составила Δ₂=11 дБ. Полученные результаты, отраженные на фиг. 4, подтвердили более высокую точность заявленного способа по сравнению со способом-прототипом, так как ошибки измерений снизились на 5,5-6 дБ.

Сущность заявленного способа приготовления вещества для моделирования поглощающей среды заключается в получении вещества, способного сохранять свои параметры в течение не менее 2 сут и обладающего пластичностью с целью построения рельефа местности произвольной формы. Кроме того, полученное вещество способно моделировать полупроводящие среды в широком диапазоне их электрических удельных проводимостей σ, См/м.

Вещество приготавливают путем обработки органического наполнителя. Процесс приготовления вещества заключается в следующем: органический наполнитель, в качестве которого может быть использована крупчатка пшеницы, обладающая высоким содержанием клейковины, размельчают до размеров частиц, не превышающих 0,01-0,1 мм. Указанный наполнитель размешивают в дистиллированной воде, которая исключает дополнительные примеси, содержащиеся в хлорированной воде и воде с другими добавками, (органическими и неорганическими). Соотношение объемов наполнителя и дистиллированной воды составляет 1: (3,5-4,5). Указанные ингредиенты размешивают при температуре 18-20^oС, доводя раствор до однородной колоидной системы, т. е. гидрозоля. Затем полученный раствор вливают в кипящую дистиллированную воду при помешивании последней (соотношение объемов раствора и воды 1:(4,5-5,5) и охлаждают всю смесь до 50-60^oС. После этого в полученный гель при размешивании засыпают хлористо-натриевую корректирующую добавку, объем которой определяется величиной проводимости моделирующей среды и выбранным коэффициентом моделирования. После тщательного размешивания корректирующей добавки вторично доводят гель до кипения и выдерживают в кипящем состоянии в течени 3-5 мин. Далее для получения однородности геля проводят его гомогенизацию путем помещения полученной массы, например, в электрический духовой шкаф, в котором температуру с равным градиентом во времени снижают от 100^oС до 18-20^oС за 1,5-2 ч. При необходимости формирования из полученного геля сложного рельефа гель смешивают с вяжущей добавкой, например мелом. В частности, для приготовления 10 кГ массы вещества, моделирующего полупроводящую среду с σ=10^-2 См/м и К_м=10², было использовано 0,25 кг твердой пшеницы, содержащей 20% белка и измельченной в крупчатку с размерами частиц 0,05 мм, 7,8 кг дистиллированной воды, 0,909 кг хлористого натрия. Как отмечалось выше, при необходимости формирования сложного рельефа гель смешивают с вяжущей добавкой, обеспечивающей ему необходимую пластичность. В данном случае использован 1 кг порошкообразного мела. Измеренное значение проводимости моделирующего вещества составило 0,96 См/м, т. е. ошибка моделирования не превышает 4%. Измеренное значение величины σ через 48 ч составило 0,98 См/м, т. е. изменение величины σ за двое суток не превысило 2% от первоначального значения, что вполне приемлемо для практики масштабного моделирования.

Предлагаемая композиция для приготовления вещества, предназначенного для моделирования поглощающей среды, в своей основе содержит органический наполнитель, в качестве которого наиболее целесообразно использовать крупчатку твердой пшеницы, обладающей повышенным содержанием белков (15%-20%) глиадина и глютенина, т. е. имеет высокое содержание клейковины, получающейся после соответствующей обработки пшеницы водой и имеющей вид эластичного сгустка. В качестве натрийсодержащего вещества наиболее целесообразно использовать NaCl, причем его масса (m_n) в процентном содержании от массы композиции определяется выбранным значением К_м поглощающей среды и, как установлено экспериментально, должно составлять
m_n = (4,45-4,55)lg(K_м)/(1-σ).
Экспериментальные исследования показали, что предлагаемая композиция имеет следующие ограничения: по величине К_м - от 10¹ до 10⁴, а величина моделирования удельной проводимости возможна в интервале от 10^-1 до 10⁴ См/м.

Указанные интервалы моделирования охватывают практически все значения σ слоев земной коры, находящихся на глубинах заложения подземных антенн, и диапазоны волн от СДВ до верхней части СВ, в которых функционирует большинство антенн такого класса. Например, композиция общей массой 10 кг, предназначенная для моделирования поглощающей среды с σ=10^-2 См/м и при К_м=10³, будет включать: крупчатку твердой пшеницы, содержащую 18% белка и измельченную до размеров 0,05 мм - 0,25 кг; натрийсодержащую добавку 1,37 кг; мел 1,13 кг; остальное в композиции составляет дистиллированная вода.

От использования заявленного способа измерения параметров погруженных в поглощающую среду излучателей в сравнении с прототипом можно ожидать следующие технические преимущества:
повышение точности измерений: так результаты измерения диаграмм направленности модели исследуемой подземной антенны заявленным способом имеют максимальную ошибку, не превышающую 5 дБ по сравнению с диаграммой направленности реальной подземной антенны, что на 5,5 - 6 дБ меньше, чем при измерениях способом прототипом. Это обусловлено возможностью более строгого моделирования рельефа местности и структуры земной коры, существенным снижением паразитных излучений через нижнее полупространство и переотражений от окружающих предметов;
снижение материальных затрат, связанных с необходимостью проведения экспериментальных исследований на реальном объекте на раннем этапе его разработки, т. е. заявленный способ позволяет получить данные с приемлемой для практики точностью в лабораторных условиях. Это приводит к существенному экономическому эффекту в связи с уменьшением необходимого летного времени самолета (вертолета) при проведении натурных измерений.

От использования заявленного способа приготовления вещества для моделирования поглощающей среды следует ожидать следующих преимуществ:
возможность придания веществу пластичности и сохранения его формы и моделируемых параметров в течение несколько десятков часов, что обусловливает повышение точности измеряемых параметров;
удешевление и упрощение процесса приготовления вещества, т. к. при этом не требуется дорогостоящих компонентов и специальной квалификации испытателя.

При использовании предлагаемой композиции для приготовления вещества для моделирования поглощающей среды можно ожидать следующие преимущества по сравнению с прототипом:
расширение пределов коэффициента моделирования до величен 10¹- 10⁴, а также увеличение диапазона возможных изменений параметров моделирующей среды и частотного диапазона;
сохранение стабильности параметров компонентов практически в неограниченном временном интервале без использования специальных условий хранения;
снижение стоимости композиции (в сотни раз), т. к. в качестве органического наполнителя применяется относительно дешевая твердая пшеница вместо дорогостоящего агар-агара, получаемого из морских водорослей.

Перечисленные технические преимущества от использования заявленных объектов дают основание ожидать снижение временных и экономических затрат, связанных с разработкой и проектированием подземных антенн.

Формула изобретения

1. Способ измерения параметров погруженных в поглощающую среду антенн методом масштабного моделирования, заключающийся в том, что модель исследуемой подземной антенны размещают в модели поглощающей среды, возбуждают модель исследуемой подземной антенны высокочастотными колебаниями и измеряют ее внешние параметры, отличающийся тем, что над моделью исследуемой подземной антенны размещают первый плоский слой поглощающей среды, высота и вертикальная структура которого соответствуют масштабной высоте рельефа и структуре поглощающей среды над реальной подземной антенной, измеряют уровень сигнала Е_в, излученного моделью исследуемой подземной антенной и прошедшего через этот первый плоский слой, затем под моделью исследуемой подземной антенны размещают второй плоский слой поглощающей среды, структура которого соответствует структуре поглощающей среды под реальной подземной антенной, измеряют уровень сигнала Е_н, излученного моделью исследуемой подземной антенны и прошедшего через второй плоский слой поглощающей среды, после чего вместо первого плоского слоя поглощающей среды размещают над моделью исследуемой подземной антенны модель поглощающей среды, выполненную в соответствии с рельефом местности, размещают всю структуру в безэховую камеру, причем второй плоский слой поглощающей среды выполняют на глубину, при которой удовлетворяется условие:

а размеры модели поглощающей среды в радиальных направлениях от места размещения модели исследуемой подземной антенны выбирают в пределах (1,5-2,0)λ₀, где λ₀ - длина волны в свободном пространстве, соответствующая частоте измерения.

2. Способ приготовления вещества, моделирующего поглощающую среду, заключающийся в том, что обрабатывают композицию на основе органического наполнителя и разжижают его в воде с последующей гомогенизацией, отличающийся тем, что органический наполнитель измельчают в крупчатку до размеров частиц 0,001-0,1 мм, размешивают его в дистиллированной воде при соотношении объемов 1: (3,5-4,5) и температуре (18-20)^oС, вливают коллоидный раствор при помешивании в кипящую дистиллированную воду при соотношении объемов раствора и воды 1: (4,5-5,5), охлаждают приготовленный гель до (50-60)^oС, добавляют в него при размешивании хлористо-натриевую корректирующую добавку, после чего полученный гель доводят до кипения, выдерживают в кипящем состоянии в течение 3-5 мин, после чего гомогенизацию раствора ведут в течение 1,5-2 ч с постепенным снижением температуры массы геля до 18-20^oС, а затем гель смешивают с вяжущей добавкой.

3. Композиция для приготовления вещества для моделирования поглощающей среды на основе органического наполнителя, включающая натрийсодержащее вещество, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит мел при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
Органический наполнитель - 2-3
Натрийсодержащее вещество - 4,5-20
Мел - 10-15
Дистиллированная вода - Остальное
4. Композиция по п. 3, отличающаяся тем, что органический наполнитель выполнен в виде крупчатки из твердой пшеницы, содержащей 15-20% белка.

5. Композиция по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что натрийсодержащее вещество выполнено в виде хлористого натрия, причем масса его m_n в процентном содержании от массы композиции выбрана из условия
m_n = (4,45-4,55)lg(K_м)/(1-σ),
где К_м - масштабный коэффициент моделирования;
σ - удельная проводимость реальной среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4