Способ взаимодействия почв с электромагнитными полями определяет их отражательные свойства. С такими характеристиками могут быть связаны интенсивности протекающих реакций, тепловые режимы, спектральные характеристики внутри почв. На основе отражательных свойств можно проводить анализ в рамках картографирования и мониторинга почвенных покровов. Эффективность исследований зависит в значительной мере от того, как учитываются разные процессы, которые будут оказывать влияние на взаимодействие радиоволн с почвами. Это требует осуществления разработок соответствующих моделей. В работе рассматривается задача падения электромагнитной волны на слой почвы, под которым находится слой глины. Показано, как происходит процесс отражения и преломления электромагнитных волн. Рассмотрен случай Е- и Н-поляризации. Сформулирована краевая задача для процесса распространения электромагнитной волны с учетом соответствующих граничных условий. В ходе ее решения численным образом были реализованы расчеты коэффициентов преломления электромагнитной волны для двух поляризаций в зависимости от угла ее первоначального распространения при заданных значениях диэлектрической проницаемости почвы и глины. Рассматривался случай, когда влажность почвы менялась по высоте от минимального до максимального значения. Полученные модельные оценки для модуля и фазы коэффициента отражения влажного слоя почвы дают возможности для того, чтобы принимать проектные решения, связанные с расчетом суммарного сигнала в мобильной системе связи, и определять смещения почвенного покрова.
The way soils interact with electromagnetic fields determines their reflective properties. Such characteristics may be related to the intensity of ongoing reactions, thermal conditions, and spectral characteristics within soils. Based on the reflective properties, an analysis can be carried out within the framework of mapping and monitoring of soil covers. The effectiveness of research depends to a large extent on how the various processes that will affect the interaction of radio waves with soils are taken into account. This requires the development of appropriate models. In this paper, we consider the problem of an electromagnetic wave incident on a layer of soil, under which there is a layer of clay. It is shown how the process of reflection and refraction of electromagnetic waves occurs. The case of E- and H-polarization is considered. A boundary value problem for the propagation of an electromagnetic wave is formulated, taking into account the corresponding boundary conditions. In the course of its solution, calculations of the refractive coefficients of an electromagnetic wave for two polarizations were implemented numerically, depending on the angle of its initial propagation at given values of the dielectric constant of soil and clay. The case was considered when the soil moisture varied in height from the minimum to the maximum value. The obtained model estimates for the module and phase of the reflection coefficient of the wet soil layer provide opportunities for making design decisions related to the calculation of the total signal in a mobile communication system and determining soil cover displacements.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.