SCI Библиотека

В настоящей статье описывается поэтапное создание аналитической и полной волновой модели канала, которая может быть включена в работу алгоритма обнаружения металлических конструкций в бетонной среде для радиолокационного устройства. Аналитическая модель основывается на геометрической формулировке, в основе которой лежит решение обратной задачи для поиска требуемого угла преломления для точного определения координаты точечного объекта. В полной волновой модели, которая была разработана в САПР Altair Feko, возможно учитывать как реальную антенну или антенную решетку, которая применяется в устройстве, так и реальный объект отражения сигнала, которой располагается в бетонной среде. Важно отметить, что в аналитической модели учитывается эффект дисперсии электромагнитных волн, распространяющихся в среде. Этот факт оказывается особенно актуальным, при формировании радиолокационного комплекса на основе ЛЧМ-сигналов в некотором диапазоне частот. В данной работе разрабатывается алгоритм для частотного диапазона 0,8-5 ГГц, однако при необходимости границы полосы могут быть изменены как в одну, так и в другую сторону. Алгоритм разрабатывается для его использования в радиолокационных устройствах обнаружения металлических конструкций в бетонной среде. Для апостериорного учета электрофизических параметров среды в состав радиолокационного устройства может быть включен измерительный модуль по восстановлению действительных электрофизических параметров бетона.

Формулы электродинамики, широко используемые при описании объектов, содержащих диэлектрические среды, дают противоречащие физике результаты в случае, когда диэлектрическая проницаемость среды принимает отрицательное значение. Проблему снимают уточненные формулы, позволяющие рассчитывать электрические потенциалы точечного заряда и точечного дипольного момента, емкость конденсатора, а также плотность энергии электромагнитного поля и добротность материала. Формулы справедливы для любых сред как с положительной, так и с отрицательной действительной частью комплексной диэлектрической проницаемости.

На основе измерений на региональных станциях сверхдлинноволнового радиопросвечивания и на спутниках миссии Swarm исследован отклик нижней и верхней ионосферы на прохождение внетропических циклонов в Дальневосточном регионе России в период 2014-2023 гг. Для двенадцати циклонов обнаружено, что возмущения в нижней ионосфере, отмечаемые по вариациям амплитуды и фазы СДВ-сигнала, а также сопряженные с ними вариации электронной плотности в верхней ионосфере на активной стадии циклонов соответствуют прохождению атмосферных внутренних гравитационных волн и их диссипации, что продемонстрировано на нескольких примерах. Рассмотрены механизмы воздействия внутренних атмосферных волн на ионосферу, позволяющие интерпретировать наблюдаемые в нижней ионосфере вариации фазы СДВ-сигнала и вариации электронной плотности в верхней ионосфере.

В статье представлены результаты численного моделирования влияния пыли в тропосфере Земли на распространение радиоволн СВЧ диапазона. Задача решалась с использованием метода параболического уравнения в параксиальном приближении. В расчетах использована модель эффективной диэлектрической проницаемости запыленной атмосферы, использующая в качестве входных параметров: задаваемая дальность видимости в запыленной среде и влажность воздуха. Представлены результаты расчета затухания радиосигнала для частот 3 и 10 ГГц. Расчетные величины затухания показывают, что геофизические процессы в приземном слое атмосферы, сопровождающиеся увеличением содержания пыли, могут существенно ухудшить работу СВЧ радиосредств.

Представлен метод сравнительного анализа профилей распределения интенсивности на основе тензора структуры изображения. Совокупность параметров массива локальных тензоров, вводимых для каждого пикселя регистрируемого изображения, используется для определения спектра локальных ориентаций, профиля энергоемкости изображения и согласованности его структуры. Рассматриваемый метод актуален для дискретного анализа пространственной и пространственно-временной структуры волновых пучков, прошедших область локализованных или распределенных рефракционных помех.