УДК 535.36, 621.396.11

Показатель степени частотной зависимости интенсивности обратного рассеяния микроволнового излучения в сухом снеге и искусственных снегоподобных средах

В. А. Голунов, Г. И. Хохлов

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал, 141190, пл. Введенского, 1, Фрязино, Московская область 

Статья поступила в редакцию 6 сентября 2017 г. 

Аннотация. На частотах 22,2; 37,5: 60 и 94ГГц измерены зависимости полных коэффициентов отражения и пропускания слоя снега и искусственных снегоподобных сред от толщины слоя, размеров и объемной плотности частиц. Экспериментальные зависимости полных коэффициентов отражения и пропускания от толщины слоя аппроксимированы соотношениями двухпотоковой теории Кубелки-Мунка. Выполнен анализ частотной зависимости коэффициента обратного рассеяния диффузной интенсивности. Установлено, что частотный показатель степени зависит от параметров рассеивающей структуры. Для структур с размерами частиц, превосходящих 1мм, он уменьшается при увеличении частоты, достигая минимума на интервале 60…94ГГц. При значениях объемной плотности мелкозернистого снега ниже 0,25 частотный показатель степени, наоборот, увеличивается при повышении частоты из-за влияния кластеров. Независимо от размеров частиц частотный показатель степени увеличивается при их уплотнении, особенно на интервале значений объемной плотности 0,4…0,6.

Ключевые слова: плотные случайные дискретные среды, микроволны, обратное рассеяние, частотная зависимость, размер частиц, объемная плотность, кластеры.

Abstract. At frequencies of 22.2; 37.5: 60 and 94 GHz, the dependences of reflectivity and transmissivity of the snow layer and artificial snow-like media on the layer thickness, size and volume density of the particles were measured. The experimental dependences of the reflectivity and transmissivity on the layer thickness were approximated by the relations of the two-flux Kubelka-Munch theory. The frequency dependence of the backscattering coefficient is analyzed. It is established that the frequency exponent depends on the parameters of the scattering structure. For structures with particle sizes exceeding 1 mm, the frequency exponent decreases with increasing frequency, reaching a minimum in the interval 60 ... 94 GHz. At values of the volume density of fine-grained snow below 0.25, the frequency exponent, on the contrary, increases with increasing frequency due to the influence of clusters. Regardless of the particle size, the frequency exponent increases with increasing volume density, especially on the range of volume density values of 0.4 ... 0.6.

Key words: dense random discrete media, microwaves, backscattering, frequency dependence, particle size, volume density, clusters.

 

Ссылка на статью:

В. А. Голунов, Г. И. Хохлов. Показатель степени частотной зависимости интенсивности обратного рассеяния микроволнового излучения в сухом снеге и искусственных снегоподобных средах. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2017. №9. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/sep17/6/text.pdf