350 rub
Journal Radioengineering №5 for 2009 г.
Article in number:
The Experimental Researches of Statistical Characteristics of a Field in a Millimetric Range Radiowaves Scattered by Land Covers
Keywords: millimetric range of radiowaves statistical characteristics of a field scattered of radiowaves by land covers fluctuations approximation of distributions power spectrum
Authors:
A.V. Kokoshkin
Abstract:
In a millimetric range absolutely correct description of scattering from such covers as snow and vegetation, is connected to great difficulties, therefore special interest for possible practical application is caused by the experimental researches, allowing to offer semi-empirical dependence. As a result of reflection from land covers the initial signal appears in addition random modulation function. It is caused by fluctuations of total signal strength scattered by the elements located in different points of the distributed purpose (the irradiated area of a land surface). If we try to find the ground or low-flying purposes on the background of a land surface reflections from underlying covers will be noise which knowledge of parameters is absolutely necessary for successful selection and recognition of the required purposes. The given work should be considered with reference to problems of detection, selection and recognition of the purposes on a background of preventing reflections from a land surface, besides with reference to questions of definition of a type and condition of a spreading cover according to remote sensing. As a result of the researches carried out in a millimeter range of radiowaves the technique of experimental measurements of statistical characteristics of fluctuations of a monochromatic signal scattered by land covers (ground, snow) is developed. As a result of experimental researches of spatial variations (fluctuations) backscattering from terrestrial covers of a monochromatic signal, the class of distributions approximating these fluctuation (Sв-Johnson's Distribution) is revealed. As a result of the analysis of power spectrum scattered by land covers of a monochromatic signal the parameter (the ratio of size of a zero harmonic to average value envelope of envelope of power spectrum) sensitive to granular structure of snow covers (for λ = 5 мм and λ = 8 мм in a range of angles of incidence from 0º up to 60º) is revealed.
Pages: 50-56
References
  1. Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. М.: Наука. 1972. С. 424.
  2. Андреев Г.А., Потапов А.А. Миллиметровые волны в радиолокации // Зарубежная радиоэлектроника. 1984. № 11. С. 28-62.
  3. Зубкович С.Г. Статистические характеристики радиосигналов, отраженных от земной поверхности. М.: Сов. радио. 1968. С. 223.
  4. Потапов А.А. Радиофизические эффекты при взаимодействии электромагнитного излучения миллиметрового диапазона волн с окружающей средой // Зарубежная радиоэлектроника. 1993. № 7,8,9. С. 32-49.
  5. Кулёмин Г.П., Рассказовский В.Б. Рассеяние миллиметровых волн поверхностью земли под малыми углами. Киев: Наукова Думка. 1990.
  6. Ulaby F.T., Haddock T.F., Austin R.T. Fluctuation statistics of Millimeter - Wave Scattering From Distributed Targets // IEEE Trans. On Geosciences and Remote Sensing, 1988. V.26. No. 3. May. P.268-281.
  7. Андреев Г.А., Потапов А.А., Хохлов Г.И. Статистические характеристики миллиметровых волн, отраженных растительностью // Радиотехника и электроника. 1982. Т. 27. №10. С. 1863-1868.
  8. Потапов А.А. Исследование влияния растительного покрова на обратнорассеянное поле миллиметровых волн // Радиотехника и электроника. 1991. Т.36. Вып. 2. С. 239-246.
  9. Кулёмин Г.П., Харченко Т.Н., Яцкевич С.Е. Дистанционное зондирование снега радиолокационными методами // Препринт ИРЭ АН Украины №92-8. Харьков: 1992. С. 36.
  10. Андреев Г.А., Куковкин А.Г., Черная Л.Ф. Альбедо и идикатрисы рассеяния миллиметровых волн земными покровами с хаотическим неровностями // Радиотехника и электроника. 1988. Т. 33. №7. С. 1352-1359.
  11. Currie N.C., Zehner S.P. Millimeter wave land clutter model. Adv. Radar techniques. 1985. London. P. 227-231.
  12. Кулёмин Г.П., Горошко Е.А., Тарнавский Е.В. Пространственно-временные характеристики обратного рассеяния от земной поверхности // Успехи современной радиоэлектроники. 2004. №12. С.60-70.
  13. Потапов А.А. Радиофизические эффекты при взаимодействии электромагнитного излучения миллиметрового диапазона волн с окружающей средой. Часть 6 // Зарубежная радиоэлектроника. 1994. № 7,8. С. 11-30.
  14. Потапов А.А. Радиофизические эффекты при взаимодействии электромагнитного излучения миллиметрового диапазона волн с окружающей средой. Ч. 7 // Зарубежная радиоэлектроника. 1995. № 1. С. 27 - 36.
  15. Гутник В.Г., Кулемин Г.П., Шарапов Л.И. Особенности обратного рассеяния радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов морской поверхностью при малых углах скольжения // Успехи современной радиоэлектроники. 2005. №1. С. 3 - 19.
  16. Кокошкин А.В., Сидоров А.В., Стрелков Г.М. Экспериментальные исследования характеристик рассеяния естественной поверхности на λ=5 мм. Препринт №3 (532). М.: ИРЭ АН СССР. 1990.
  17. Васильев Ю.Ф., Замараев Б.Д., Кулёмин Г.П., Роенко А.Н., Шаповал Б.И. Угловые и сезонные зависимости обратного рассеяния радиоволн КВЧ растительными покровами // Препринт ИРЭ АН УССР №91-3. Харьков. 1991. С. 26.
  18. Кулёмин Г.П., Яцевич С.Е. Взаимосвязь обратного рассеяния радиоволн СВЧ-диапазона с параметрами растительного покрова и открытых почв при дистанционных методах зондирования // Успехи современной радиоэлектроники. 2004. №3. С. 24-34.
  19. Калинкевич А.А., Кутуза Б.Г., Плющев В.А., Дручинин С.В. Возможности использования многочастотной РСА для послойного зондирования подстилающей поверхности // Успехи современной радиоэлектроники. 2001. №11. С. 31 - 39.
  20. Бабаков М.Ф., Попов А.В. Применение поляризационно-модулированных сигналов для селекции и распознавания радиолокационных объектов. // Успехи современной радиоэлектроники. 1999. №11. С. 42 - 45.
  21. Кокошкин А.В., Сидоров А.В., Стрелков Г.М. Экспериментальный комплекс для исследований статистических характеристик радиолокационных сигналов ММД отраженных от земных покровов // Тез. докл. IV Всесоюзной школы по распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн в атмосфере. Нижний Новгород. 1991. С.213-214.
  22. Кокошкин А.В., Стрелков Г.М. Экспериментальное исследование характеристик рассеяния неровной поверхности со снежным покровом на λ=5 мм в схеме бистатической локации // Тез. докл. III Всесоюзной школы по распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн в атмосфере. Харьков. 1989. С.93-94.
  23. Кокошкин А.В., Сидоров А.В. Экспериментальное исследование характеристик рассеяния земной поверхности на миллиметровых волнах // Тез. докл. 16 Всесоюзной конференции по распространению радиоволн. Харьков, 1990. С. 30.
  24. Кокошкин А.В., Сидоров А.В., Стрелков Г.М. Экспериментальное исследование характеристик рассеяния земной поверхности на λ = 8мм // Тезисы докл. Всесоюзной школы по дистанционным радиофизическим методам исследования природной среды. Барнаул. 1991. С.78 - 79.
  25. Кокошкин А.В., Стрелков Г.М. О пространственных вариациях обратнорассеянного поля над естественной поверхностью // Тез. докл. IV Всесоюзной школы по распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн в атмосфере. Нижний Новгород. 1991. С.102-103.
  26. King H.E., Zamites C.J., Snow D.E., Colliton R.I. Backscatter measurement at 40 to 90 GHz. // IEEE Trans. Antennas and Propagations. 1970. V.AP 18. №6. P.780 - 784.
  27. Okamoto K., Ihara T., Awaka J., Yamasaki H., Takahashi A. The CRL millimeter wave scatterometers. // Conf. «IGARSS-99» - Italy. Milan. 1989. P. 529 - 532.
  28. Долов М. А., Халкевич В.А. Физика снега и динамика снежных лавин // Труды ВГИ. 1972. Вып. 23. С. 3 - 327.
  29. Ulaby F.T., Stiles W.H., Abdelrazik M. Snowcover influence on backscattering from terrain // IEEE Trans. On Geosciences and Remote Sensing, GE-22, 1984. No.2. P. 126-132.
  30. Справочник по радиолокации. Т.1 / под ред. М. Сколника. М.: Сов. радио. 1976.
  31. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах / пер. с англ. под ред. В.В. Налимова. М.: Мир. 1969.
  32. Кендалл М., Стьюарт А. Теория распределения: Пер. с англ. / под ред. Колмогорова А.Н. М.: Наука. 1966.
  33. Кокошкин А.В., Стрелков Г.М. О флуктуациях амплитуды сигнала миллиметрового диапазона рассеянного естественной поверхностью. Тез. докл. 1-й Украинский симпозиум Физика и техника ММ и СУБММ радиоволн. С.64 - 65.
  34. Андрианов В.А., Черная Л.Ф., Кокошкин А.В. Модель рассеяния радиоволн поверхностью Марса // М.: Радиотехника и электроника. 1998. Т. 43. №5. С. 559 - 567.
  35. Потапов А.А. Радиофизические эффекты при взаимодействии электромагнитного излучения миллиметрового диапазона волн с окружающей средой // Зарубежная радиоэлектроника. 1993. № 3. С. 36 - 48.
  36. Голунов В.А. Тепловое излучение сухого однородного снежного покрова в диапазоне ММВ // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 2002. № 6. С. 35 - 44.