ФИЗИКА ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Обоснование. Учет температуры, состава почвы, шероховатости поверхности и зависимость эффективной диэлектрической проницаемости от частоты позволяет более точно оценивать влажность почвы и другие важные параметры, что может быть использовано в различных областях, таких как сельское хозяйство, геология, экология и гидрология.

Цель. В данной работе проводится расчет отражения электромагнитной волны линейной поляризации от влажной почвы с учетом физических факторов: гетерогенности структуры почвы, шероховатости поверхности и дисперсии.

Методы. На основе гетерогенной математической модели влажной почвы, учитывающей дисперсию диэлектрической проницаемости воды и шероховатость поверхности, выводятся выражения для комплексных коэффициентов отражения электромагнитной волны вертикальной и горизонтальной поляризации.

Результаты. В качестве объекта исследования выбрана модель рыхлой влажной почвы со среднеквадратичным отклонением шероховатостей на поверхности. Проведен анализ частотных, угловых характеристик модулей коэффициентов отражения при фиксированном уровне влажности почвы.

Заключение. Полученные в результате расчетов данные являются ценным инструментом для дальнейшего улучшения методов дистанционного зондирования Земли и способствуют развитию новых технологий мониторинга почвенных параметров с использованием беспилотных летательных аппаратов, что открывает перспективы для более точного и эффективного анализа состояния земельных ресурсов и экосистем.

Обоснование. Использование зеркально асимметричных химических соединений для легирования кварца позволяет создать метаматериал, который обладает свойством киральности. В подобной композиционной структуре возможно возникновение необычных эффектов при взаимодействии с оптической волной.

Цель. В данной работе проводится расчет прохождения и отражения линейно-поляризованной оптической волны через многослойную структуру, состоящую из двух легированных кварцевых стекол, разделенных двумя воздушными зазорами.

Методы. На основе гомогенной математической модели кирального метаматериала, учитывающей дисперсию диэлектрической проницаемости и параметра киральности на основе матричного метода, получена система линейных алгебраических уравнений для комплексных коэффициентов отражения и прохождения электромагнитной волны в линейной поляризации поляризации.

Результаты. Проведен анализ частотных и угловых характеристик модулей коэффициентов отражения и прохождения при различных значениях уровня легирования кварца. Теоретически предсказано, что на некоторых длинах волн большая часть падающей оптической энергии может быть сконцентрирована в воздушных зазорах многослойной структуры.

Заключение. Полученные в результате расчетов данные могут быть использованы при разработки планарных структур для частотно-селективной концентрации энергии видимого и инфракрасного спектра на основе кварцевых стекол, легированных киральными химическими соединениями.

Обоснование. Возмущения плазменной плотности, вызванные инфразвуковыми волнами, могут оказывать заметное влияние на условия распространения и отражения электромагнитных волн свистового диапазона, падающих на ионосферу сверху.

Цель. В работе исследуется взаимосвязь коэффициента отражения свистовой волны от ионосферы сверху, поля электромагнитной волны на земной поверхности и параметров инфразвуковой волны.

Методы. Для нахождения поля электромагнитной волны используются метод коллокаций решения граничной задачи для плоскослоистой ионосферы и метод теории возмущения.

Результаты. Наиболее сильная модуляция коэффициента отражения свистовых волн от утренней ионосферы связана с возмущениями концентрации на высотах порядка 80-110 км, где декремент затухания распространяющихся мод излучения увеличивается более чем на порядок в пределах достаточно локальной по высоте (менее 15-20 км) области. При этом относительное изменение коэффициента отражения свистовой волны может достигать почти 40 %.

Заключение. Полученные результаты важны для понимания взаимосвязи магнитосферных волновых процессов различной природы. Исследование модуляции инфразвуковыми волнами коэффициента отражения свистовых волн от ионосферы сверху актуально для объяснения режимов работы плазменного магнитосферного мазера.