ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2026. №7

УДК: 621.3.091.22

УВЕЛИЧЕНИЕ ДАЛЬНОСТИ ПОДПОВЕРХНОСТНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ

В.В. Антипов, Д.А. Смирнов, В.И. Сахтеров

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН,
108840 Москва, Троицк, Калужское шоссе д.4 Россия

Статья поступила в редакцию 8 июня 2026 г.

Аннотация. В настоящее время существует широкое разнообразие радиолокационных приборов, применяемых как для радиолокации свободного пространства, так и для подповерхностной радиолокации. Цель данной работы – теоретически и экспериментально обосновать возможность увеличения дальности подповерхностной радиолокации за счёт повышения мощности излучаемого сверхширокополосного сигнала и оптимизации характеристик антенно-фидерных устройств. Основными методами исследования являлись расчёты по рекомендациям Международного союза электросвязи (МСЭ) для свободного пространства, а также натурные измерения параметров дипольных и резистивно-нагруженных дипольных антенн на полуцилиндрическом измерительном стенде. Показано, что малоглубинные георадары с динамическим диапазоном 135 дБ могут обеспечить радиолокацию на расстоянии до 1 км на частотах ниже 40 МГц, а глубинные георадары с динамическим диапазоном 154 дБ – до 1 км на частотах до 420 МГц. Экспериментально установлено, что эффективность резистивно-нагруженных дипольных антенн по первым импульсам составляет 43-45 %, а общий КПД системы при использовании двух антенн – около 22 %. Обнаружено, что снижение сопротивления вибраторов ниже 250 Ом может приводить к паразитным автоколебаниям. Полученные результаты подтверждаются практическими данными зондирования до глубин 150-200 м и более в районах вечной мерзлоты. Таким образом, увеличение амплитуды излучаемого сигнала в n раз повышает дальность радиолокации пропорционально √n, что открывает перспективы создания георадаров с дальностью действия до нескольких сотен метров и более.

Ключевые слова: георадар, антенны, диаграмма направленности, обработка сигналов.

Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке грантом РНФ № 22-12-00083-П

Автор для переписки: Смирнов Дмитрий Андреевич, dsmirnov@izmiran.ru/, diman.smirny@yandex.ru

Литература

1. Evans S. Radio techniques for the measurement of ice thickness //Polar Record. – 1963. – Т. 11. – №. 73. – С. 406-410.

2. Waite A.H., Schmidt S.J. Gross errors in height indication from pulsed radar altimeters operating over thick ice or snow //Proceedings of the IRE. – 1962. – Т. 50. – №. 6. – С. 1515-1520.

3. Финкельштейн М.И., Кутев В.А., Золотарев В.П. применение радиолокационного подповерхностного зондирования в инженерной геологии. Под редакцией М.И. Финкельштейна. - М.: Недра, 1986. - 128 с.

4. Владов М.Л. Старовойтов А.В. Введение в георадиолокацию //М.: Изд-во МГУ. – 2004, 153 с.

5. Владов М.Л., Судакова М.С. Георадиолокация: от физических основ до перспективных направлений. М.: ГЕОС, 2017. - 240 с.

6. Расчет ослабления в свободном пространстве. // Рекомендация МСЭ-R P.525-3 (11/2016)

7. Георадарные системы // Geoscanners : [официальный сайт]. – URL: http://www.geoscanners.com (дата обращения: 15.08.2025).

8. Георадары и оборудование // Геотех : [официальный сайт]. – URL: http://www.geotech.ru (дата обращения: 15.08.2025).

9. Георадары и программное обеспечение // Логисис : [официальный сайт]. – URL: http://www.logsys.ru/ (дата обращения: 15.08.2025).

10. Волкомирская Л.Б. и др. Современные георадары серии" ГРОТ" для экологического мониторинга //Экологические системы и приборы. – 2012. – №. 5. – С. 3-5.

11. Попов А.В. и др. Глубинный георадар: принципы и применение //Электромагнитные волны и электронные системы. – 2018. – Т. 23. – №. 4. – С. 28-36.

12. Варенков В.В. и др. Результаты экспериментов с георадаром «Сфера» //Электромагнитные волны и электронные системы. – 2024. – Т. 29. – №. 5. – С. 66-70. EDN: UJVGKQ

13. Аверин А.А. и др. Развитие глубинной георадиолокации //Электромагнитные волны и электронные системы. – 2025. – Т. 30. – №. 3. – С. 62-75. EDN: LIVVSF

14. Беркут А.И., Морозов П.А., Попов А.В. Георадар для глубинных геологических исследований, основные направления применения //Электромагнитные волны и электронные системы. – 2024. – Т. 29. – №. 5. – С. 89-96. – https://doi.org/10.18127/j5604128-202405-14. – EDN KOFCIS.

15. Антипов В.В., Горкин Д.С., Дуйсиналиев Н.А. Применение георадиолокации для геотехнического обследования объектов ООО «ГРК Быстринское» //Электромагнитные волны и электронные системы. – 2024. – Т. 29. – №. 5. – С. 7-13. – https://doi.org/10.18127/j5604128-202405-02. – EDN FJJDRS.

16. Гулевич О.А. О глубинности в георадиолокации с учетом явления интерференции //Журнал радиоэлектроники. – 2020. – №. 9. – С. 5-5. – https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.9.8. – EDN SWIIUK.

17. Кильпио Е.Ю., Щербаков И.А. О научных результатах в области физических наук, полученных в 2020–2021 гг //Доклады РАН. Физика, технические науки. – 2022. – Т. 506. – №. 2. – С. 3-33. – https://doi.org/10.31857/S2686740022070069. – EDN FPQSTX.

18. Гулевич О.А., Волкомирская Л.Б., Кайгородов Е.П. Опыт кинематической интерпретации данных глубинной георадиолокации //Геология и геофизика. – 2025. – Т. 66. – №. 4. – С. 523-528. – https://doi.org/10.15372/GIG2024162. – EDN BKXXZZ.

19. Гулевич О.А. и др. Применение метода отраженных электромагнитных волн для изучения криогидрогеологических условий //Георесурсы. – 2025. – Т. 27. – №. 3. – С. 130-138. – https://doi.org/10.18599/grs.2025.3.14. – EDN HPLIRW.

20. Судакова М.С. Разработка и применение методики диэлектрических измерений с использованием полевого георадара в лабораторных условиях : дис. – Московский государственный университет им. МВ Ломоносова (МГУ). Геологический факультет, 2009. – С. 24-24. – EDN NLGABX.

21. Тарасова М.А., Бричёва С.С., Владов М.Л. Методические особенности полевого и лабораторного методов измерения диэлектрической проницаемости на примере песчано-глинистых отложений //Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. – 2025. – №. 5. – С. 158-168. – https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2025-64-5-158-168. – EDN EWCWPU.

22. Дудник А.В. Оценка достижимой глубины зондирования в георадиолокации //Наукоёмкие технологии. – 2009. – №. 9. – С.62-69

23. Daniels D.J. Surface-penetration radar: The Institution of Electrical Engineers //London, UK, J. – 1996. – Т. 996.

24. Сахтеров В.И. Характеристики резистивно-нагруженных антенн георадара в зависимости от формы диполя //Национальная ассоциация ученых. – 2020. – №. 62-1 (62). – С. 42-45. EDN: GNZWZD

25. Сахтеров В.И. Измерение характеристик антенн георадаров //Распространение радиоволн. – 2021. – С. 596-600. EDN: UVPVHN

26. Изюмов С.В., Круглов Н.А., Чернышев А.В. Применение георадаров серии" ТР-ГЕО" при производстве работ закрытым способом //Метро и тоннели. – 2007. – №. 1. – С. 17-19. EDN: UMRNGB

27. Бакин В.А. и др. Анализ обследований состояния горных выработок закрепленных анкерной крепью с применением георадара //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2015. – №. 10. – С. 172-178. EDN: UQFPZN

28. Сахтеров В.И., Прокопович И.В., Попов А.В. Экранированная дипольная антенна для задач радиолокационного каротажа //Радиотехника. – 2022. – Т. 86. – №. 8. – С. 103-112. EDN: LYXHSV

29. Смирнов Д.А., Сахтерова Т.В., Сахтеров В.И. Расчет резистивно-нагруженных дипольных антенн //Гелиогеофизические исследования. – 2025. – №. 48. – С. 104-111. EDN: BBUSIA

30. Аверин А.А. и др. Увеличение глубины зондирования импульсного георадара путем снижения импеданса антенны //Электромагнитные волны и электронные системы. – 2024. – Т. 29. – №. 3. – С. 49-58. EDN: VQOAIO

31. Пупатенко К.В., Нелюбов П.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ радиочастотного диапазона ГЕОРАДАРА" ЛОЗА" //Проектирование развития региональной сети железных дорог. – 2019. – №. 7. – С. 78-83. EDN: DASWCO

Для цитирования:

Антипов В.В., Смирнов Д.А., Сахтеров В.И. Увеличение дальности подповерхностной радиолокации. // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – № 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.7.13