Поляризационные методы для определения и визуализации комплексной диэлектрической проницаемости в вопросах дистанционного зондирования

При использовании дистанционных радиофизических методов в задачах мониторинга окружающей среды центральное место принадлежит решению задач определения ее электрофизических характеристик, т. е. диэлектрической проницаемости е, проводимости о (комплексной диэлектрической проницаемости ε_к). Дистанционно определенное тем или иным способом значение гк в дальнейшем служит основой для определения физических характеристик исследуемой среды: температура, влажность, соленость, твердость и т. д. В работе предлагается метод дистанционного определения комплексной диэлектрической проницаемости на основании относительных амплитудно-фазовых отношений в ортогональных по поляризации каналам приемника радиолокационной станции (определение поляризационного фазора). Знание поляризационного фазора дает возможность однозначно определить как диэлектрическую проницаемость, так и проводимость исследуемой поверхности. Последнее отражено в виде ряда универсальных графиков, позволяющих непосредственно интерпретировать физические характеристики поверхностей. Показывается, как поляризационный фазор отображается на KLL-сфере. Кроме того, исследуется траектория фазора на этой сфере при изменении физических характеристик исследуемой поверхности. Случайный характер локальных изменений электрофизических свойств исследуемой поверхности приводит к случайным флуктуациям поляризационного фазора. В работе находятся двумерная плотность распределения диэлектрической проницаемости и проводимости, а также соответствующие одномерные плотности. Приводится графическая иллюстрация полученных соотношений.

1. Kozlov A.I., Logvin A.I., Ligthart L.P. New method of complex permittivity determination in remote sensing problems // PIERS’98. Nantes, France. 1998. P. 1212.

2. Поздняк С.И., Мелитицкий В.А. Введение в статистическую теорию поляризации радиоволн. М.: Сов. Радио, 1974. 479 с.

3. Козлов А.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Кн. 3. Радио-поляриметрия сложных по структуре сигналов. М.: Радиотехника, 2008. 688 с.

4. Справочник по радиолокации. В 2-х кн. Кн. 1 / под ред. М.И. Сколника. М.: Техносфера, 2014. 672 с.

5. Справочник по радиолокации. В 2-х кн. Кн. 2 / под ред. М.И. Сколника. М.: Техносфера, 2014. 680 с.

6. Kozlov A.I., Ligthart L.P., Logvin A.I. Mathematical and physical modeling of microwave scattering and polarimetric remote sensing. Monitoring the earth's environment using polarimet-ric radar: formulation and potential applications. Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2001. 410 р.

7. Островитянов Р.В., Басалов Ф.А. Статистическая теория радиолокации протяженных целей. М.: Радио и связь, 1982. 260 с.

8. Кондратенков Г.С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли: учебное пособие. М.: Радиотехника, 2005. 280 с.

9. Биард Р.У., Мак Лэйн Т.У. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика: пер. с англ. М.: Техносфера, 2015. 120 с.

10. Обнаружение, распознавание и определение параметров образов объектов. Методы и алгоритмы / под ред. А.В. Коренного. М.: Радиотехника, 2012. 112 с.

11. Маслов В.Ю. Пеленгование протяженных объектов с использованием ортогонально поляризованных электромагнитных волн // Научный Вестник МГТУ ГА. 2006. № 107. С. 68-72.

12. Маслов В.Ю. Дифференциальная радиополяриметрия при отражении электромагнитных волн от двух объектов // Научный Вестник МГТУ ГА. 2005. № 93. С. 116-119.

13. Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория: справочник / под ред. Я.Д. Ширмана. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радиотехника, 2007. 340 с.

14. Верба В.С. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Принципы построения, проблемы разработки и особенности функционирования. М.: Радиотехника, 2014. 525 с.

15. Канащенков А.И., Меркулов В.И., Самарин О.Ф. Облик перспективных бортовых радиолокационных систем. Возможности и ограничения. М.: ИПРЖР, 2002. С. 8-18.