Отражающие и ослабляющие свойства лесных сред в метровом диапазоне электромагнитных волн
Диссертация
Установлено, что поле в таких средах представляет собой суперпозицию двух типов волн: прямых и рассеянных с различными характерами дистанционной зависимости. Прямая компонента затухает с расстоянием по экспоненциальному закону, уменьшение по амплитуде рассеянной компоненты описывается степенной зависимостью от расстояния. Между данными областями существует переходная зона, где прямая и рассеянная… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ВБЛИЗИ СЛУЧАЙНЫХ ДИСКРЕТНЫХ СРЕД
- 1. Л. Моделирование процессов распространения электромагнитных волн в лесных средах
- 1. 2. Распространение радиоволн вблизи лесных сред
- 1. 3. Выводы
- 1. Л. Моделирование процессов распространения электромагнитных волн в лесных средах
- 2. 1. Модель случайной дискретной среды
- 2. 1. 1. Решение волнового уравнения
- 2. 1. 2. Влияние подстилающей поверхности
- 2. 1. 3. Условие погружения в плотноупакованную среду
- 2. 2. Структура среднего поля в слое случайной дискретной среды
- 2. 2. 1. Боковые волны
- 2. 2. 2. Характерные области в дистанционной зависимости ослабления среднего поля
- 2. 2. 3. Фокусировка волн в случайной дискретной среде
- 2. 3. Дистанционная зависимость среднего поля в случайной дискретной среде
- 2. 4. Зависимость ослабления среднего поля от плотности среды
- 2. 5. Выводы
- 3. 1. Модель лесной среды
- 3. 2. Среднее поле в лесной среде
- 3. 3. Методика измерений среднего поля в лесу
- 3. 4. Дистанционная зависимость ослабления среднего поля в лесных средах
- 3. 5. Погонное ослабление среднего поля в лесных средах
- 3. 6. Выводы
- 4. 1. Среднее поле плоской электромагнитной волны в анизотропной случайной дискретной среде
- 4. 2. Коэффициенты отражения и прохождения электромагнитной волны на границе «воздух — анизотропная случайная дискретная среда»
- 4. 3. Зависимость коэффициентов отражения от плотности случайной дискретной среды
- 4. 4. Угловая зависимость коэффициентов отражения
- 4. 5. Дистанционная зависимость среднего поля, прошедшего границу «пустота — анизотропная случайная дискретная среда»
- 4. 6. Выводы
Список литературы
- Калинкевич А.А., Манаков В. Ю., Арманд Н. А., Крылова М. С. О механизме обратного рассеяния электромагнитных волн сосновым лесом в метровом диапазоне длин волн // Радиотехника и электроника. -2008. -№ 10, Т.53.-С. 1223−1235.
- Иванов В.К., Кучук Г. А., Стадник A.M., Яцевич С. Е. Методы многочастотного радиолокационного дистанционного зондирования лесов. // Успехи современной радиоэлектроники. -2005. -№ 7. -С.57−72.
- Рытов С.М., Кравцов Ю. А., Татарский В. И. Введение в статистическую радиофизику. Случайные поля. М.: Наука, 1978. 463 с.
- Магазинникова А.Л. Статистические методы расчета УКВ полей в лесных районах / Дисс.канд. физ.-мат. наук. Томск: ТГУ, 1998.
- Tamir Т. On radio-wave propagation in forest environments // IEEE Trans. Antennas and Propagation. -1967. -№ 6, Vol.15. -P.806−817.
- Арманд H.A., Башаринов A.E., Бородин Л. Ф. Проблемы современной радиотехники и электроники. М.: Наука, 1980. 95 с.
- Башаринов A.E. Радиационные характеристики растительных покровов в СВЧ диапазоне // Радиотехника. -1979. -№ 5,Т.34. -С. 16−45.
- Стаканкин Ю.П. Функция пропускания лиственной растительности для СВЧ- излучения. // Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъемка. -1982. -№ 2. -С.122−125.
- Hill D.A. Radiowave propogation from a forest to a clearing // J.Electromagnetics. -1986. -№.3, Vol.6. -P.217−228.
- Chamberlin К. The effect of tree cover on air-ground, VHF propagation path loss // IEEE Trans. Communication. -1986. -№ 9, Vol.34. -P.958−962.
- Rosenbaum S., Boules L.W. Clutter return from vegetated areas // IEEE Trans. Antennas and Propagation. -1974. -№.2, Vol.22. -P.227−236.
- Басанов Б.В., Ветлужский А. Ю. Исследование боковых волн в лесных покровах // Электромагнитные волны и электронные системы. -2008. -№ 6. -С. 34−38.
- Seker S.S., Shneider A. Stochastic model for pulsed radio transmission through stratified forests // Proc. Inst., Elect., Eng., Microwave, Antennas Propogat. -1987. -№ 4. -Vol.134. -P.361−368.
- Seker S.S., Gultekin N. Radio pulse transmission from horizontal electric dipole embedded in a stochastic stratified model of forest // Int. Geosci. and Remote Sens. Symp. «IGARSS'89»: Proc. -New York. -1989. -Vol.5. -P.2843−2846.
- Wait J.R. Radiation from dipoles in an idealized jungle environment // Radio Sciencc. -1967. -№ 7, Vol.2. -P.747−750.
- Магазинникова A.JI., Якубов В. П. Дуальный механизм распространения радиоволн в условиях леса // Радиотехника и электроника. -1999. -№ 1, Т.44. -С.5−9.
- Le-Wei Li. Radio Wave Propagation Along Mixed Paths Through a Four-Layered Model of Rain Forests: An Analytic Approach // IEEE Trans. Antennas and Propagation. -1998. -№.7, Vol.46. -P.1098−1110.
- Tai C.T. Dyadic Green’s Functions in Electromagnetic Theory. New-York.: IEEE Press, 1994. 250 p.
- Le-Wei Li, Pang-Shyan Koii, Mook-Seng Leong, Tat-Soon Yeo. On the eigenfunction expansion of dyadic Green’s function in planarly stratified media // J. Electromagn. Waves Application. -1994. -№ 6, Vol.8. -P.663−678.
- Le-Wei Li, Jin-Hou Koh, Tat-Soon Yeo, Mook-Seng Leong, Pang-Shyan Koii Analysis of Radiowave Propogation in a Four-Layered Anisotropic Forest
- Enviroment // IEEE Trans. Geosciences and Remote Sensing. -1999. -№ 4, Vol.37.-P. 1967−1979.
- Cavalcante G.P.S., Rogers D.A., Giardola A.J. Radio loss in forests using a model with four layered media // Radio Science. -1983. -Vol.18. -P.691−695.
- Dence D., Tamir T. Radio loss of lateral waves in forest environments. // Radio Science. -1969. -№ 4, Vol.4. -P.307−318.
- Tamir T. Radio wave propagation along mixed path in forest environments // IEEE Trans. Antennas and Propagation. -1977. -№.4, Vol.25. -P.471−477.
- Доржиев Б.Ч., Плетнев В. И., Хомяк Е. М. Поглощающие свойства лесной среды в УКВ диапазоне. // Конференция «Ультракороткие радиоволны и электромагнитная совместимость»: Сб. докл. Улан-Удэ, 1983. — С. 166 168.
- Кирдяшев К.П., Чухланцев А. А., Шутко A.M. СВЧ- излучение земной поверхности при наличии растительного покрова // Радиотехника и электроника. -1979. -№ 2, Т.24. -С.256−264.
- Fung А. К, Eom H.J. A comparison between active and passive sensing of soil moisture from vegetated terrain // IEEE Trans. Geosciences and Remote Sensing. -1985. -№ 4, Vol.23. -P.768−775.
- Ulaby F. T, Tavakoli A., Senior T.B. A Microwave propagation constant for vegetation canopy with vertical stalks // IEEE Trans. Geosciences and Remote Sensing. -1987. -№ 11, Vol.25. -P.714−725.
- Toure A., Thomson K.P.B., Edwards G. Adaptation of the MIMICS backscattering model to agricultural context-wheat and canola at L and С bands. // IEEE Trans. Geosciences and Remote Sensing. Vol.32, 1994. -P.47−61.
- Melon P., Martinez J.-M. Le Toan Т., Ulander L.M.H., Beaudoin A. On the retrieving of forest stem volume from VHF SAR data: observation and modeling // IEEE Trans. Geosciences and Remote Sensing. -2001. -№.11, Vol.39. -P.2364−2372.
- De Roo R.D., Du Y., Ulabi F.T., Dobson M.C. A semi-empirical backscattering model at L-band and C-band for a soybean canopy with soil moisture inversion // IEEE Trans. Geosciences and Remote Sensing. -2001. -№.4, Vol.39. -P.864−872.
- Chuah H.T., Tjuatja S. Fung A.K. and Bredow J.W. Radar backscatter from a dense discrete random medium // IEEE Trans. Geosciences and Remote Sensing. -1997. -№.7. Vol.35. -P.892−900.
- Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. М.: Мир, 1981. 412с.
- Скипетров С.Е. Диффузионно волновая спектроскопия в средах с пространственно неоднородной динамикой рассеивателей/ Дисс. канд.физ.-мат. наук. М.: МГУ, 1998.
- Кирилин М.Ю. Распространение света в сильно рассеивающих средах и формирование сигналов в системах лазерной диагностики / Дисс. канд. физ.-мат.наук. М: МГУ, 2006.
- Kokhanovsky A. A. Small-angle approximation of the radiative transfer theory // J.Phys.D: Phys. -1997. -Vol.30. -P.2837−2840.
- Turchin I.V., Sergeeva E.A. Dolin L.S., Kamensky V.A. Estimation of biotissue scattering properties from OCT images using a small-angle approximation of transport theory // Laser physics. -2003. -№.12, Vol.13. -P.l 524−1529.
- Maret G., Wolf P.E. Multiple light scattering from disordered media. The effect of Brownian motion of scaterers // Zs.Phys.B. -1987. -Vol.65. -P.409−415.
- Скипетров C.E., Чесноков С. С. Анализ методом Монте-Карло применимости диффузионного приближения для анализа динамического многократного рассеяния света в случайно-неоднородных средах. // Квантовая электроника. -1998. ~№ 8, Т.25. -С.753−757.
- Chukhlantsev A.A. Microwave emission and scattering from vegetation canopies I I Journal of Electromagnetic Waves and Applications. -1992. -№ 8, Vol.6. -P.1043−1068.
- Karam M.A., Fung A.K. Electromagnetic scattering from a layer of finite length, randomly oriented, dielectric, circular cylinders over a rough interface with application to vegetation. // Int. J. Remote Sensing. -1988. -№ 6, Vol.9. -P.1109−1134.
- Karam M.A., Fung A.K. A microwave scattering model for layered vegetation // IEEE Trans. Geosciences and Remote Sensing. -1992. -№ 4, Vol.30. -P.767−784.
- Karam M.A., Fung A.K. Electromagnetic wave scattering from a forest or vegetation canopy: ongoing research at the university of Texas at Arlington // IEEE Trans. Antennas and Propagation. -1993. -№ 2, Vol.35. -P. 18−26.
- Ulaby F.T., Allen C.T., Eger G., Kanemazu E. Relating the microwave backscattering coefficient to leaf area index. //Remote Sens. Environ. -1984. -Vol.14. -P.113−133.
- Арманд H.A., Дякин В. А., Кибардина И. Н., Павельев А. Г., Шуба В. Д. Исследование изменения спектра монохроматической волны при отражении от движущихся рассеивателей // Радиотехника и электроника. -1975. -№ 7, Т.20. -С.1337−1347.
- Lang R.H., Shneider A., Altman F.J. Scatter model for pulsed radio transmission through forests // IEEE Milit. Commun. Conf. «Milcom'83»: Proc. -New-York, -1983, -Vol.2. -P.433−437.
- Lang R.H., Shneider A., Diaz R. L-band attenuation in a trunk dominated forest. // Int. Geosci. and Remote Sens. Symp. «IGARSS'83»: Proc. -New-York,-1987,-Vol.2. -P.821−826.
- A.H. Куликов, A.JI. Магазинникова. Метод расчета среднего поля УКВ в лесу//Радиотехника. -1997. -№ 10. -С.57−59.
- Уэйт Д. Электромагнитное излучение из цилиндрических систем. М.: Советское Радио, 1963. 240 с.
- Доржиев Б.Ч., Плетнев В. И., Хомяк Е. М. Распространение электромагнитных волн. Улан-Удэ.: Издательство БНЦ, 1987. -С. 87−103.
- Frate F.D., Solimini D. On Neureal Network Algorithms for Retrieving Forest Biomass From SAR Data // IEEE Trans. Geosciences and. Remote Sensing. -2004. -№ 11, Vol.42. -P.24−31.
- Treuhaft R.N., Siqueira P.R. The calculated perfonnance of forest structure and biomass estimates from interferometric radar // Wave in Random Media. -2004. -№.2, Vol.14. -P.345−358.
- Редькин Б. А., Клочко В. В., Очерет Ж. Г. Теоретические и экспериментальные исследования коэффициентов отражения от растительных покровов при малых углах скольжения. // Известия ВУЗов. Радиофизика. -1973. -№ 8, Т.16. -С.1172−1174.
- Хомяк Е.М., Плетнев В. И., Доржиев Б. Ч. Экспериментальные исследования рассеяния УКВ лесным массивом лиственного типа // Вопросы радиоэлектроники серия общие вопросы радиоэлектроники. -1987. -№ 7. -С. 77−84.
- Хомяк Е.М., Плетнев В. И., Доржиев Б. Ч. Рассеивающие свойства лесной растительности в УКВ диапазоне. // Конференция «Ультракороткие радиоволны и электромагнитная совместимость»: Сб. докл. -Улан-Удэ, -1983. -С.166−168.
- Новик С. Н. Исследование взаимодействие электромагнитного излучения с лесным пологом / Дисс.канд. физ.-мат.наук. Томск: ТГУ, 2007.
- Якубов В.П., Тельпуховский Е. Д., Миронов В. Л., Кашкин В. Б. Векторное радипросвечивание лесного полога // Журнал Радиоэлектроники. № 1., 2002. сайт. URL: http://jre.cplire.rU/jre/jan02/l/text.html (дата обращения 09.09.2009).
- Walter F. // CARABAS-2. campaing Vidsel 2002. Forest Report. FOI-R-0962-SE. Stokholm: Swedish Research Defense Agensy, 2003.
- Markos P., Soukoulis C.M. Intensity distribution of scalar waves propogating in random media. // Physical Review. -2005. -B 71. 54 201.
- Кляцкин В.И., Саичев А. И. Статистическая и динамическая локализация плоских волн в хаотических слоистых средах. // Успехи физических наук. -1992. -№ 3, Т.162. -С.161−194.
- Bulgakov S.A., Nieto-Vesperians М. Competition of different scattering mechanisms in a one dimensional random photonic lattice // Journal of the optical society of America. A-optics Image Science and Vision. -1996. -№.3, Vol.13. -P.500−508.
- А.П. Виноградов, A.M. Мерзликин. Брэгговское отражение как механизм локализации света в одномерных системах // Доклады академии наук. -2004. -№ 1, Т.398. -С.44−46.
- Bulgakov S.A., Nieto-Vesperians М. Light amplification and attenuation in stratified structures with a complex refractive index // Wave in Random Media. -2000. -Vol.10. -P.373−380.
- Борн M., Вольф Э. Основы оптики. M.: Наука, 1973. 720 с.
- Казанцев Ю.Н., Аплеталин В. Н., Козырьков А. Н., Формулы Френеля для анизотропного диэлектрика типа «одноосный кристалл» // Электромагнитные волны и электронные системы. -2006. -№ 11, Т.П. -С. 39−42.
- Фейнберг E.JI. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. М.: Наука, 1978. 546 с.
- Емец Ю.П. Электрические характеристики трехкомпонентной диэлектрической среды. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. -1998. -№ 3(9), Т.112. -С.1121−1136.
- Кузьмин B. JL Романов В. П. Когерентные эффекты при рассеянии света в неупорядоченных системах // Успехи физических наук. -1996. -№ 9,Т.166. -С.247−278.
- Буц В.А., Буц А. В., Ковальчук И. К. Повышение уровня когерентности рентгеновского излучения при его рассеянии идеальным кристаллом. //Электромагнитные волны и электронные системы. -2002. Т.7, № 6. -С.41−49.
- Атутов Е.Б., Ломухин Ю. Л. Пространственные флуктуации среднего поля в случайной дискретной среде // Известия ВУЗов. Физика. Приложение. -2006. -№ 3. -С. 88−90.
- Ломухин Ю.Л., Атутов Е. Б. Квазипериодическая зависимость поля точечного источника от плотности случайной дискретной среды// Письма в журнал технической физики. -2007. №.3, Т.ЗЗ. -С. 15−21.
- Ландау Л. Д. Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. Т.8. 620 с.
- Altman G., Schneider A. Biophysical characterization of forests. //IGARSS'87: Proc. -1987. -New-York, -PP. 821−826.
- Торговников Г. И. Диэлектрические свойства древесины. М.: Лесная промышленость, 1986. 128 с.
- Mironov V.L., Dobson M.C., Kaupp V.H., Komarov S.A., Kleshchenko V.N. Generalized Refractive Mixing Dielectric Model for moist Soils // IEEE Trans. Geosciences and Remote Sensing. -2004. -№ 4, Vol.42. -P.773−785.
- Петров Б. М, Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Горячая линия Телеком, 2004. 558 с.
- Чухланцев А. А., Шутко A.M., Головачев С. П. Ослабление электромагнитных волн растительными покровами // Радиотехника и электроника. -2003. -№ 11, Т.48. -С.1285−1330.
- Медведев Е.М., Данилин И. М., Мельников Р. Д. Лазерная локация земли и леса. Москва-Красноярск.: Лесная промышленность, 2004. 230 с.
- Atutov Е.В., Vetlujskiy A.Yu., Lomukhin Yu.L., Attenuation of waves in the forest medium // International Seminar «DAYS OF DIFRACTION'2006»: Abstracts. Saint Petersburg, 2006. -P. 12−13.
- Дариев Б.Г., Атутов Е. Б. Прозрачность лесного полога / IV конференция по фундаментальным и прикладным проблемам физики (молодых ученых, аспирантов и студентов): Сб. докл. Улан-Удэ, 2007. -С.112−115.
- Атутов Е.Б., Ломухин Ю. Л. Фокусировка волн лесными средами // Известия ВУЗов. Физика. -2008. -№ 9/2. -С. 88−90.
- Ломухин Ю.Л., Атутов Е. Б. Отражение и прохождение плоских волн на границе анизотропных случайных дискретных сред // Журнал технической физики. -2009. -№ 6, Т.79. -С. 135−140.
- Atutov E.B., Lomukhin Yu.L. Reflection and Refraction of plane waves on side Boundaries of the forest media // XIV International Symposium «Atmospheric and Ocean Optics. Atmospheric Physics»: Abstracts. -Buryatia, 24−29 June 2007. -P.27−28.
- Бимбаев Д.Д., Атутов Е. Б. Радиолокационное отражение от лесного покрова земли // IV конференция по фундаментальным и прикладным проблемам физики (молодых ученых, аспирантов и студентов): Сб. докл. Улан-Удэ, 2007. -С.109−112.
- Lomukhin Yu.L., Atutov Е.В. Electrodynamics of the forest medium // Proc. SPIE. -2007. -Vol.6936. -P.393−398.
- Шестопалов В.П., Сиренко Ю. К. Динамическая теория решеток. Киев.: Наукова думка, 1989. 216 с.
- Атутов Е.Б., Басанов Б. В. Преломление плоских волн на границе лесных сред // Вестник Бурятского Государственного Университета. -2007. -№ 6, Т.52. -С.72−73.
- Atutov Е.В., Vetlujskiy A.Yu., Lomukhin Yu.L. Localization of radiation near border of the stochastic discrete medium // International Seminar «Days of Diffraction- 2006»: Abstracts.- St. Petersburg, May 30- June 2, 2006. -P.13−14.