ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2026, № 8 · ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Экспериментальное исследование действующих на приземные пластинчатые антенны значений комплексной диэлектричской проницаемости подстилающей поверхности

Ю.А. Костычов1, К.А. Майненгер1, С.В. Кривальцевич1

1 Институт радиофизики и физической электроники Омского научного центра СО РАН, Омск
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2026.8.14 УДК 321.396.67

Аннотация

Приведены результаты экспериментальных исследований зависимости действующих значений комплексной диэлектрической проницаемости подстилающей поверхности на приземные пластинчатые излучатели в декаметровом диапазоне длин волн от ее свойств. Проведено сравнение полученных зависимостей с известным аналитическим выражением. В лабораторных условиях экспериментально получены регрессионные формулы действующих значений действительной части комплексной диэлектрической проницаемости и проводимости подстилающей поверхности на пластинчатые излучатели в виде секторов с углом при вершине от 60 до 140 градусов. Проведена апробация регрессионной модели в натурных условиях на почве, имеющей слоистую структуру, в диапазоне частот от 5 до 45 МГц.

  • антенно-фидерные устройства
  • стелющаяся антенна
  • приземная антенна
  • действующие значения
  • эффективные значения
  • комплексная диэлектрическая проницаемость
Abstract (in English)

Experimental study of effective complex dielectric permittivity of the underlying surface of plate

The article presents the results of experimental studies of the dependence of the effective values of the complex permittivity of the underlying surface of ground-mounted plate HF-band antennas on surface properties. The obtained dependencies are compared with known analytical expressions. Regression formulas for the effective values of the real part of the complex permittivity and conductivity of the underlying surface were experimentally obtained under laboratory conditions for plate antennas in the form of sectors with an apex angle from 60 to 140 degrees. The regression model was tested under natural conditions on soil with a layered structure in frequency band 5-45 MHz.

Для цитирования

Костычов Ю.А., Майненгер К.А., Кривальцевич С.В. Экспериментальное исследование действующих на приземные пластинчатые антенны значений комплексной диэлектричской проницаемости подстилающей поверхности // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – № 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.8.14

Литература

  1. Перфилов О. Ю., Антропов Д. А. Перспективные конструкции приграничных пластинчатых антенн //Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2019. - №. 2. - С. 150-158.
  2. Одсурэн Бухцоож. Анализ характеристик антенной системы георадара / Одсурэн Бухцоож // Вестник Московского энергетического института. Вестник МЭИ. - 2009. - № 1. - С. 63-69.
  3. Tran A. P., André F. and Lambot S. Validation of Near-Field Ground-Penetrating Radar Modeling Using Full-Wave Inversion for Soil Moisture Estimation// in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 52, no. 9, pp. 5483-5497, Sept. 2014, https://doi.org/10.1109/TGRS.2013.2289952
  4. Derald G. Smith, Harry M. Jol, Ground penetrating radar: antenna frequencies and maximum probable depths of penetration in Quaternary sediments//Journal of Applied Geophysics,Volume 33, Issues 1-3,1995, Pages 93-100, ISSN 0926-9851, https://doi.org/10.1016/0926-9851(95)90032-2
  5. Lestari A. A., Yarovoy A. G. and Ligthart L. P. Ground influence on the input impedance of transient dipole and bow-tie antennas// in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 52, no. 8, pp. 1970-1975, Aug. 2004, https://doi.org/10.1109/TAP.2004.832371
  6. Lestari A. A., Yarovoy A. G., Ligthart L. P. Input impedance of transient wire antennas over an imperfect conducting ground //Proc. 2001 URSI International Symposium on Electromagnetic Theory. - 2001.
  7. Lestari A. A., Yarovoy A. G., Ligthart L. P. Characterization of transient bow-tie antennas for ground-penetrating radar // Proceedings Volume 4758, Ninth International Conference on Ground Penetrating Radar; (2002) https://doi.org/10.1117/12.462193
  8. Lestari A. A., Wahyu Y., Yarovoy A. G. and Ligthart L. P. Dielectric Permittivity Measurement Based on Input Impedance Variations// 2007 Asia-Pacific Microwave Conference, Bangkok, Thailand, 2007, pp. 1-4, https://doi.org/10.1109/APMC.2007.4555092
  9. RECOMMENDATION ITU-R P.832-2 WORLD ATLAS OF GROUND CONDUCTIVITIES.
  10. Лавров Г.А., Князев А.С. Приземные и подземные антенны. М.: Сов. радио, 1965. С. 293.
  11. Coleman, B. L. (1950). XXIII. Propagation of electromagnetic disturbances along a thin Wire, in a horizontally stratified medium. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 41(314), 276-288. https://doi.org/10.1080/14786445008521797
  12. Костычов Ю.А., Ященко А.С., Кривальцевич С.В., Варнаков С.А. Экспериментальное исследование характеристик распространения электромагнитной волны вдоль проводников приземных излучателей декаметрового диапазона длин волн // Радиотехника и электроника. - 2025. - Т. 70, № 2. - С. 141-147. - https://doi.org/10.7868/s3034590125020044
  13. Рамзей В. Частотно независимые антенны. - 1968, С.44.
  14. Патент № 2859543 C1 Российская Федерация, МПК G01R 27/22. Способ емкостных измерений комплексной диэлектрической проницаемости материала : заявл. 26.05.2025 : опубл. 06.04.2026 / Ю. А. Костычов, С. В. Кривальцевич ; заявитель Омский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук.
  15. Бобров П. П., Костычов Ю.А., Родионова О. В. Использование компактных векторных анализаторов параметров цепей для измерения диэлектрической проницаемости почв // Известия вузов. Физика. - 2024. - Т. 67, № 6(799). - С. 71-80. - https://doi.org/10.17223/00213411/67/6/11.
  16. Bobrov P.P., Kostychov Yu.A., Krivaltsevich S.V. and Rodionova O.V. Low-Cost Cell Based on Symmetric Stripline for Soil Permittivity Measurement in the Frequency Range of 0.1-1 MHz to 5-7 GHz //Russian Physics Journal. - 2024. - vol. 67. - no.8. - pp. 1213-1222. https://doi.org/10.1007/s11182-024-03243-9
  17. Stogryn A. Equations for Calculating the Dielectric Constant of Saline Water //IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 19, no. 8, pp. 733-736, Aug. 1971, https://doi.org/10.1109/TMTT.1971.1127617
  18. Glybovski S.B., Akimov V.P. and Zalipaev V.V. Electromagnetic wave propagation along a thin wire over an arbitrary isotropic interface // 2015 Days on Diffraction (DD), St. Petersburg, Russia, 2015, pp. 1-6, https://doi.org/10.1109/DD.2015.7354843