А.С. Ященко 1, С.В. Кривальцевич 2

1,2 Институт радиофизики и физической электроники, Омский научный центр СО РАН (г. Омск, Россия)

1 x_rays@mail.ru; 2 kriser2002@mail.ru

Постановка проблемы. Известно, что диэлектрическая проницаемость почвы, находящейся в естественных условиях, изменяется с глубиной. Однако общепринятые на данный момент модели взаимодействия электромагнитных волн СВ-, КВ- и УКВ-диапазонов с подстилающей поверхностью рассматривают ее как однородную диэлектрическую среду c неизменными значениями диэлектрической проницаемости и проводимости. 

Цель. Провести оценку эффективных значений диэлектрической проницаемости и проводимости почв с неоднородным по глубине профилем влажности.

Результаты. Установлено, что значения эффективной диэлектрической проницаемости и проводимости определяются видом профиля влажности в поверхностном слое почв, при этом значения эффективных параметров на разных частотах могут заметно отличаться друг от друга. Проведена оценка эффективных значений диэлектрической проницаемости и проводимости на частотах КВ-диапазона для нескольких экспериментально измеренных профилей влажности.

Практическая значимость. Выяснено, что при определенных условиях эквивалентные значения комплексной диэлектрической проницаемости подстилающей поверхности, найденные на разных частотах, могут заметно отличаться друг от друга. Возможность проявления этого эффекта необходимо учитывать при оценке характера взаимодействия электромагнитных волн с подстилающей поверхностью.

Ященко А.С., Кривальцевич С.В. Оценка эффективных значений диэлектрической проницаемости подстилающей поверхности // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 12(24). С. 121−127. DOI: 10.18127/j00338486-202012(24)-12.

1. Status of the Global observing system for climate: Full report October 2015. URL: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=7213 (дата обращения: 22.10.2020).
2. Peplinski N.R., Ulaby F.T., Dobson M.C. Dielectric properties of soils in the 0.3–1.3 GHz range // IEEE Trans Geosci. and Remote Sens. 1995. V. 33. № 3. P. 803–807. 
3. Mironov V.L., Bobrov P.P., Fomin S.V. Multirelaxation Generalized Refractive Mixing Dielectric Model of Moist Soils // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2013. V. 10. № 3. P. 603–606. 
4. Беляева Т. А., Бобров П. П., Миронов В. Л., Родионова О. В. Зависимость диэлектрической проницаемости связанной воды в бентоните от влажности и температуры // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 3. С. 288–300.
5. Рекомендация МСЭ-R P. 368-9. Кривые распространения земной волны для частот между 10 кГц и 30 МГц. URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.368-9-200702-I!!PDF-R.pdf (дата обращения: 22.10.2020).
6. Рекомендация МСЭ-R P.832-4. Мировой атлас проводимости почвы. URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-RECP.832-4-201507-I!!PDF-R.pdf (дата обращения: 22.10.2020).
7. Yashchenko A.S., Bobrov P.P. Impact of the Soil Moisture Distribution in the Top Layer on the Accuracy Moisture Retrieval by Microwave Radiometer Data // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2016. V. 54. № 9. Р. 5239–5246. 
8. Electrical characteristics of the surface of the Earth. URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.527-4-201706I!!PDF-E.pdf (дата обращения: 22.10.2020).
9. Ященко А.С., Кривальцевич С.В., Беляева Т.А. Анализ данных о диэлектрической проницаемости почв и их влияние на результат расчета ослабления земной волны // Техника радиосвязи. 2020. Вып. 2(45). С. 48–53.
10. Bobrov P.P., Repin A.V., Rodionova O.V. Wideband Frequency Domain Method of Soil Dielectric Property Measurements // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2015. V. 53. № 5. P. 2366–2372.