Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2019, № 11 · RADIO ENGINEERING

Attenuation factor calculation for backscattering from the terrain using the parabolic equation technique

V.V. Akhiyarov1,2

1 ОАО НПК НИИДАР, Moscow, Russia
2 Scientific and Research Institute for Long-Distance Radio Communications, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.11.1 UDC 621.396.961 EDN MQRZYK

Abstract

The paper is devoted to the problem of calculating the attenuation factor taking into account the backscattering of radio waves from the terrain. It is found that the distance dependences of the backscattering attenuation factor correspond to the same field attenuation curves in the forward direction both for a flat earth model and for an arbitrary terrain profile. It is shown that it is not necessary to solve the backscattering problem for modeling reflections from the terrain at VHF repeatedly.

  • распространение радиоволн
  • обратное рассеяние от земной поверхности
  • метод параболического уравнения
  • уравнение радиолокации
  • radio wave propagation
  • backscattering from the terrain
  • parabolic equation method
  • radar equation
Аннотация (на русском)

Вычисление множителя ослабления при обратном рассеянии от земной поверхности методом параболического уравнения

В работе рассмотрена задача вычисления множителя ослабления с учетом обратного рассеяния радиоволн от земной поверхности. Получено, что дистанционные зависимости множителя ослабления при обратном рассеянии соответствуют аналогичным кривым ослабления поля в прямом направлении как для модели плоской земли, так и для произвольной геометрии рельефа. Показано, что при моделировании радиолокационных отражений от земной поверхности в УКВ диапазоне не требуется многократно решать задачу обратного рассеяния.

For citation

Akhiyarov V.V. Attenuation factor calculation for backscattering from the terrain using the parabolic equation technique // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.11.1

References

  1. Фок В.А. Проблемы дифракции и распространения электромагнитных волн. М.: Сов. Радио. 1970. 520 с.
  2. McNamara D.A., Pistorius C.W.I., Malherbe J.A.G. Introduction to the Uniform Geometrical Theory of Diffraction. Artech House. 1990. 471 p.
  3. Ахияров В.В. Дифракция метровых и дециметровых радиоволн над земной поверхностью // Электромагнитные волны и электронные системы. 2006. Т. 11. № 9. С. 28-32.
  4. Ахияров В.В. Распространение и рассеяние радиоволн // Успехи современной радиоэлектроники. 2008. № 12. С. 3-25.
  5. Ахияров В.В. Асимптотическое решение задачи однократной и последовательной дифракции // Электромагнитные волны и электронные системы. 2013. Т. 18. № 7. С. 4-11.
  6. Hviid, J.T., Andersen, J.B., Toftgard, J. Terrain-based Propagation Model for Rural Area - an Integral Equation Approach // IEEE Transaction on Antennas and Propagation. 1995. Vol. 43. № 1. P. 41-46.
  7. Ахияров В.В. Методы численного решения задачи дифракции радиоволн над земной поверхностью // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. Т. 15. № 3. С. 39-46.
  8. Levy М.F. Parabolic equation method for electromagnetic wave propagation. London, IEE. 2000. 336 p.
  9. Ахияров В.В. Метод параболического уравнения в теории дифракции // Успехи современной радиоэлектроники. 2010. № 9. С. 72-80.
  10. Ахияров В.В., Чернавский С.В. Использование численных методов для изучения условий распространения радиоволн // Радиотехника. 2011. № 10. С. 101-110.
  11. Ахияров В.В. Вычисление множителя ослабления над земной поверхностью методом параболического уравнения // Журнал радиоэлектроники. 2012. № 1. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan12/16/text.pdf.
  12. Ахияров В.В. Решение задач дифракции методом параболического уравнения // Электромагнитные волны и электронные системы. 2012. Т.17. № 11. С. 24-30.
  13. Permyakov V.A., Mikhailov M.S., Malevich E.S. Analysis of Propagation of Electromagnetic Waves in Difficult Conditions by the Parabolic Equation Method // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2019. Vol. 67. № 4., P. 1-9.
  14. Fen S., Chen J. Low-Angle Reflectivity Modeling of Land Clutter // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2006. Vol. 3. № 2. P. 254-258.
  15. Billingsley J.B. Low-Angle radar land clutter: measurements and empirical models. William Andrew Publishing, Inc. 2002. 703 p.
  16. Ахияров В.В. Результаты решения скалярных задач излучения и дифракции методом параболического уравнения // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. Т. 19. № 2. С. 12-18.
  17. Ozgun O. Recursive Two-Way Parabolic Equation Approach for Modelling Terrain Effects in Tropospheric Propagation // IEEE Transaction on Antennas and Propagation. 2009. Vol. 57. № 9. P. 2706-2714.
  18. Apaydin A., Ozgun O., Kuzuoglu M., Sevgi L. A Novel Two-Way Finite-Element Parabolic Equation Groundwave Propagation Tool: Test With Canonical Structures and Calibration // IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing. 2011. Vol. 49. № 8. P. 2887-2899.
  19. Ozgun O., Apaydin A., Kuzuoglu M., Sevgi L. PETOOL: MATLAB-based one-way and two-way split-step parabolic equation tool for radiowave propagation over variable terrain // Computer Physics Communications. 2011. Vol. 182. P. 2638-2654.
  20. Apaydin A., Sevgi L. Radio Wave Propagation and Parabolic Equation Modeling. IEEE Press. 2017. 136 p.