Излучательные характеристики трехслойных сред с тонким промежуточным слоем в СВЧ-диапазоне

Структура с тонким переходным слоем характерна для слоистых земных покровов и представляет интерес при обработке данных микроволновых измерений. В природной среде к таким структурам можно отнести ледяные покровы с толщинами порядка длины волны излучения, увлажненный грунт с сухим тонким поверхностным слоем, промерзающий грунт в начальной стадии замерзания, снежный покров с толщинами в несколько длин волн, слои некоторых веществ на водной поверхности (например, ровный слой нефти или пены), слои растительности на грунте и некоторые другие объекты. Для изучения особенностей излучательных поляризационных характеристик трехслойных сред с тонким промежуточным слоем в СВЧ-диапазоне нами были выполнены расчеты и натурные эксперименты.
При расчетах радиояркостной температуры слоистой среды состоящей из воздуха, промежуточного слоя и нижнего полубесконечного слоя, с более высоким значением диэлектрических потерь, чем промежуточный слой на двух линейных поляризациях (горизонтальной поляризации (ГП) и вертикальной (ВП)) в СВЧ-диапазоне наблюдалось необычное поведение при больших углах наблюдения. Так, при определенных толщинах промежуточного слоя, значение радиояркостной температуры на ГП оказывалось большим, чем на ВП. Кроме того, при увеличении толщины промежуточного слоя наблюдаются осцилляции радиояркостной температуры как на ГП так и на ВП, причем при малых углах наблюдениях осцилляции находятся в фазе, при больших углах они в противофазе.
При использовании специально подобранных длин волн можно наблюдать противофазные вариации поляризационной разности сигнала в двух радиометрических каналах. В этом случае можно ставить задачу определения толщины верхнего слоя.
Выполненные расчеты были подтверждены полученными экспериментальными данными на примере растущего пресного ледяного покрова на длинах волн 0,88 см и 2,3 см, а также при исследовании теплового излучения песка, представляющего из себя слоистую среду, нижний достаточно влажный песок большой толщины (полубесконечный слой) и верхний сухой слой песка. Измерения были выполнены для различных углов наблюдений.