А.С. Ященко1, К.В. Немчанов2

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

Постановка проблемы. Теория элементарного излучателя, расположенного вблизи полубесконечного полупроводящего диэлектрика, разработана только для однородная и плоскослоистая среды, являющихся частными случаями подстилающей поверхности. В реальных условиях подстилающая поверхность, вблизи которой расположен излучатель, представляет собой вертикально-неоднородную среду с произвольным профилем комплексной диэлектрической проницаемости (КДП). Таким образом, исследование влияния подстилающей поверхности с произвольным профилем КДП в приповерхностном слое на характеристики элементарного излучателя является актуальной задачей.

Цель. Провести оценку направленных характеристик приповерхностного излучателя ДКМВ-диапазона на разных этапах испарения почвенной влаги.

Результаты. Проведены модельные расчеты, которые продемонстрировали влияние вида профиля влажности в поверхностном слое почв на направленные характеристики четвертьволнового монополя. Получены результаты, свидетельствующие о необходимости привлечения данных о вертикальном распределении влаги в поверхностном слое почв при оценке направленных характеристик излучающих систем с высокой степенью точности.

Практическая значимость. На основе полученных результатов в дальнейшем предполагается разработать более точную модель влагоперноса в поверхностном слое почв, которая позволит прогнозировать вид профиля влажности и связанной с ней КДП при наличии временного ряда метеоданных.

Ященко А.С., Немчанов К.В. Оценка направленных характеристик приповерхностного вертикального четвертьволнового монополя в ДКМВ-диапазоне на разных этапах испарения почвенной влаги // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 8. С. 45-50.
DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202208-05

1. Sommerfeld A.N. Propagation of Waves in Wireless Telegraphy // Ann. Phys. (Leipzig). 1909. V. 28. P. 665-737.
2. Sommerfeld A.N. Propagation of Waves in Wireless Telegraphy // Ann. Phys. (Leipzig). 1926. V. 81. Р. 1135-1153.
3. Norton K.A. The Propagation of Radio Waves over the Surface of the Earth in the Upper Atmosphere // Proceedings of the Institute of Radio Engineers. 1937. V. 25. № 9. P. 1203-1236.
4. King R.W.P. The electromagnetic field of a horizontal electric dipole in the presence of a three-layered region // Journal of Applied Physics. Dec. 1991. V. 69. № 12. Р. 7987-7995.
5. Liao D., Sarabandi K. Near-earth wave propagation characteristics of electric dipole in presence of vegetation or snow layer // IEEE Trans. Antennas Propag. 2005. V. 53. № 11. Р. 3747-3756.
6. Schaerlaekens J., Mallants D., Šim nek J., van Genuchten M.Th., Feyen J. Numerical simulation of transport and sequential biodegradation of chlorinated aliphatic hydrocarbons using CHAIN_2D // Hydrol. Processes. 1999. V. 13. P. 2847–2859.
7. Šim nek J., Šejna M., Saito H., Sakai M., van Genuchten M.Th. The Hydrus 1D Software Package for Simulating the Movement of Water, Heat, and Multiple Solutes in Variably Saturated Media. Version 4.0 // HYDRUS Software Series 3. Department of Environmental Sciences, University of California Riverside, Riverside. California, USA. 2008. P. 315.
8. Шеин Е.В. Математические физически обоснованные модели в почвоведении: история развития, современное состояние, проблемы и перспективы (аналитический обзор) // Почвоведение. 2015. № 7. С. 816-823.
9. van Genuchten M.T.H., Leij F.J., Yates S.R. The RETC code for quantifying the hydraulic functions of unsaturated soils // USDA. US Salinity Laboratory, Riverside, CA. 1991. 216 p.
10. CUDA Toolkit Available at: https://developer.nvidia.com/cuda-toolkit (дата доступа: 01.07.2022).
11. Taflove A., Hagness S.C. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method. 3rd ed. Norwood, MA: Artech House. 2005
12. 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.