Е.В. Окунев1, А.А. Лучин2, И.К. Наседкин3

1,2 ФГБНУ «Аналитический центр» (Москва, Россия)
1,3 АО «ОКБ МЭИ» (Москва, Россия)
1 kve0r@rambler.ru, 2 lu4in.tol@mail.ru, 3 ivannase1@gmail.com

Постановка проблемы. Вопрос обнаружения объектов в толще среды на протяжении многих лет решается различными путями. При этом радиометрический подход, по существу пассивный, представляет интерес как альтернатива популярному индукционному подходу, активному по сути, который в нынешних условиях использовать не всегда безопасно. Радиометрические устройства являются обнаружителями радиояркостного контраста, т.е. отклонения радиояркостной температуры, характеризующей излучение изучаемой среды, которое зависит от глубинного профиля её электрофизических параметров. Изучение влияния структуры среды на результирующее излучение необходимо учитывать при определении требований и моделировании работы радиометрических устройств.

Цель. Создать модель радиояркостной температуры слоистой среды, содержащей неоднородность, с учётом переотражений в слоях; разработать программно-алгоритмический комплекс расчёта радиояркостного контраста; провести моделирование для различных сред; определить закономерности для постановки требований при проектировании радиометрических устройств.

Результаты. Создана модель радиояркостной температуры слоистой среды с учётом переотражений на основе гипотезы о направлении распространения собственного радиоизлучения слоёв. С помощью разработанного под нужды исследования программно-алгоритмического модуля проведён набор экспериментов по расчёту поверхностного профиля радиояркостного контраста различных сред с неоднородностями. Полученные данные позволяют определить максимальную глубину обнаружения конкретных неоднородностей на основании чувствительности радиометрического устройства. Наибольшая глубина обнаружения установлена для металлических и пластиковых неоднородностей в сухом песке (порядка 6 м для радиометра с чувствительностью 0,03 К).

Практическая значимость. Данные экспериментальных расчётов могут быть использованы в дальнейшем для проектирования радиометрических устройств с учётом требуемой номенклатуры обнаруживаемых неоднородностей.

Окунев Е.В., Лучин А.А., Наседкин И.К. Модель радиояркостного контраста слоистой среды и программно-алгоритмический комплекс для его расчёта // Успехи современной радиоэлектроники. 2025. T. 79. № 6. С. 75–82. DOI: https://doi.org/10.18127/ j20700784-202506-09

1. Щербаков Г.Н. Методы обнаружения мин – применительно к проблеме гуманитарного разминирования [Электронный ресурс]. Бюро научно-технической информации. – Электрон. текстовые дан. URL: http://bnti.diagnostm.tmweb.ru/articles/ antiterroristicheskoe-oborudovanie/sredstva-obnaruzheniya-i-obezvrezhivaniya-vzryvnyh-ustroystv/sredstva-obezvrezhivaniya-vzryvnyh-ustroystv/sredstva-obezvrezhivaniya-vzryvnyh-ustroystv_279.html (дата обращения 04.09.2024).
2. Шошин Е.Л. Обнаружение пластиковых объектов в укрывающих средах методом подповерхностного радиолокационного зондирования / Радиолокация, навигация, связь: сб. трудов XXVIII Междунар. научно-техн. конф., посвященной памяти Б.Я. Осипова. В 6-и т. Воронеж, 27–29 сентября 2022 г. Т. 1. Воронеж: Воронежский государственный университет. 2022. С. 344–351. EDN JHQFAD.
3. Ананьев И.П. Возможности мобильных комплексов внутрипочвенного измерения и картирования характеристик почв в задачах разработки, градуировки и применения средств приземного зондирования полей // Информация и Космос. 2014. № 4. С. 43–51.
4. Федосеев Л.И., Быстров Р.П., Краснянский А.Д. и др. Экспериментальное исследование радиотепловых контрастов объектов в миллиметровом диапазоне длин волн // Журнал радиоэлектроники. 2010. № 12. С. 2. EDN NCFRQL.
5. Юшкова О.В. О расчете радиояркостной температуры грунта Луны // Журнал радиоэлектроники. 2023. № 4. DOI 10.30898/ 1684-1719.2023.4.5
6. Степаненко В.Д., Щукин Г.Г., Бобылев Л.П., Матросов С.Ю. Радиотеплолокация в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат. 1987. 283 с.
7. Шарков Е.А. Радиотепловое дистанционное зондирование Земли: Физические основы. Т. 1. М.: ИКИ РАН. 2014. 544 с.
8. Подподверхностная радиолокация / Под ред. М.И. Финкельштейна. М.: Радио и связь. 1994. 216 с.
9. Абулкасымов М.М., Шостак А.С., Черныш Т.Г., Джакыпов К.А. Математическое моделирование результатов зондирования неоднородных сред / Фундаментальные исследования, методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике: материалы 16-й Междунар. молодежной научно-практ. конф. Новочеркасск, 26–27 октября 2017 года. Новочеркасск: ООО «Лик». 2017. С. 217–222. EDN ZWIWOD.
10. Гайкович К.П., Резник А.Н., Троицкий Р.В. Радиометрический метод определения подповерхностного профиля температуры и глубины промерзания грунта // Радиофизика. 1989. Т. 32. № 12. С. 1467–1474.
11. Быстров Р.П., Загорин Г.К., Соколов А.В., Фёдорова Л.В. Пассивная радиолокация: методы обнаружения объектов. Монография / Под ред. Р.П. Быстрова и А.В. Соколова. М.: Радиотехника. 2008. 320 с.