Влияние анизотропии и неоднородности эффективной диэлектрической проницаемости лесной среды на отражение радиоволн

Коэффициент отражения плоской радиоволны от слоисто-неоднородного лесного полога является необходимым элементом моделирования его радиояркостной температуры [1]. Однако в [1] использована изотропная модель диэлектрической проницаемости лесного полога, а проблема учёта анизотропии решена только в случае однородного по высоте диэлектрического слоя [2], моделирующего лесной полог. В данном сообщении лесная среда описывается посредством неоднородного по высоте слоя анизотропного диэлектрика. Влияние поверхности земли осуществляется путём задания импедансного граничного условия. Принята одноосная анизотропия эффективной комплексной диэлектрической проницаемости (ДП), которая хорошо согласуется с преимущественно вертикальным направлением роста деревьев. Применён новый способ задания элементов тензора ДП леса, согласно которому его поперечная и продольная компоненты явным образом зависят от ориентации ветвей и других элементов растительности через квадрат синуса и косинуса угла наклона; используется также скалярное значение ДП, определяемое по рефракционной формуле теории смесей [1, 3].
Расчёт коэффициентов отражения проводится в зависимости от угла падения плоской волны раздельно для вертикальной и для горизонтальной поляризации по формулам, которые содержат элементы характеристической матрицы слоистой среды. Производится сопоставление с коэффициентами отражения, вычисленными без учёта анизотропии леса. Для некоторых углов падения волны анизотропия неоднородного по высоте лесного полога приводит изменениям модуля коэффициента отражения, достигающим 30%, что может приводить для лесного полога к заметным угловым вариациям его радиояркостной температуры или сечения радарного рассеяния.
ЛИТЕРАТУРА
1. S.A. Komarov, V.L. Mironov,V.N. Kleshchenko, and V.V. Shcherbinin, “Measurement and Simulation of L-Band Emission for a Larch Forest Stand,” in Proc. IGARSS"04, Anchorage, USA, vol. V, pp. 3464 - 3467, 2004.
2. J.C. Wang, H.-T. Chou, Y.-Y. Kuo, H.-Y. Chen, “An Effective Numerical Modeling for the High Frequency Radio Wave Propagation over the Forest Canopies,”.in Proc. IGARSS’2000, FR14_09.pdf, 2000. – 3 pp.
3. А.А. Чухланцев, А.М. Шутко, С.П. Головачёв. Ослабление электромагнитных волн растительными покровами // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48, №11. С. 1285–1311.