Библиотека института физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Главная

Базы данных

Труды сотрудников ИФ СО РАН - результаты поиска

Вид поиска

Каталог книг и брошюр библиотеки ИФ СО РАН

Каталог журналов библиотеки ИФ СО РАН

Труды сотрудников ИФ СО РАН

Область поиска

в найденном

Найдено в других БД:

Каталог книг и брошюр библиотеки ИФ СО РАН (7)

Формат представления найденных документов:
полный	информационный	краткий

Отсортировать найденные документы по:
автору	заглавию	году издания	типу документа

Поисковый запрос: (<.>A=Muzalevskiy, K. V.$<.>)

Общее количество найденных документов : 129
Показаны документы с 1 по 20

    Bobrov, P. P.
    The effect of dielectric relaxation processes on the complex dielectric permittivity of soils at frequencies from 10 kHz to 8 GHz—Part II: Broadband analysis / P. P. Bobrov, E. S. Kroshka, K. V. Muzalevskiy // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. - 2024. - Vol. 62. - Ст. 2000411, DOI 10.1109/TGRS.2023.3340693. - Cited References: 51 . - ISSN 0196-2892. - ISSN 1558-0644
   Перевод заглавия: Эффект процессов диэлектрической релаксации на комплексную диэлектрическую проницаемость почв на частотах от 10 кГц до 8 ГГц
Кл.слова (ненормированные):
dielectric measurement -- Dobson dielectric model -- Maxwell–Wagner effect -- refraction-relaxation model -- soil moisture
Аннотация: This article is the second in a series evaluating the effect of dielectric relaxation processes on the relatively effective complex dielectric permittivity (RCP) of soils. Part II is based on the results of experimental measurements in the frequency range 10 kHz to 8–20 GHz. The broadband dielectric spectrum model includes the high-frequency part as a model of the dielectric mixture and the relaxation part as the sum of three relaxation processes modeled by the Debye and Cole–Cole formulas. For modeling the high-frequency part of the spectrum, the Dobson and Mironov models were considered as possible options. As stated in Part I, the influence of relaxation processes on the imaginary part of the RCP extends up to frequencies of units of gigahertz. The increase in the imaginary part in these models was compensated by unrealistically high values of the specific electrical conductivity of free and bound water. We examined the correspondence of these models to experimental data at frequencies above 2–5 GHz, assuming that the conductivity of bound and free water is zero. The parameters of relaxation processes were found while solving the least-square optimization problem using the technique for determining the continuous distribution of relaxation times (DRTs). Found process parameters depend on the content of clay, organic carbon, and moisture of the samples. The more clay is in the soil, the greater the strength of these processes is. The influence of organic carbon with the conditions being equal consists in the reduction of the real and imaginary parts of RCP.

Смотреть статью,
WOS
Держатели документа:
Faculty of Physics, Omsk State Pedagogical University, 644043 Omsk, Russia
Omsk Scientific Center SB RAS (Institute of Radiophysics and Physical Electronics), 644099 Omsk, Russia
Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC Siberian Branch Russian Academy of Sciences, 660036 Krasnoyarsk, Russia

Доп.точки доступа:
Kroshka, E. S.; Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович
}
Найти похожие

On the use of dual-polarized multi-angular observations of P-band brightness temperature for soil moisture profile retrieval in thawed mineral soil / K. V. Muzalevskiy, J. P. Walke, F. Brakhasi [et al.] // Int. J. Remote Sens. - 2024. - Vol. 45, Is. 5. - P. 1498-1521, DOI 10.1080/01431161.2024.2313993. - Cited References: 37. - The work was supported by the State assignment of Kirensky Institute of Physics [FWES-2021-0034]; Australian Research Council funding [DP170102373 and LE150100047]. The work was carried out within the state assignment of Kirensky Institute of Physics and the Australian Research Council funding (DP170102373 and LE150100047) that was used to collect the P-band data . - ISSN 0143-1161. - ISSN 1366-5901
Кл.слова (ненормированные):
Microwave remote sensing -- radiometry -- P-band -- Burke mode -- moisture and temperature retrieval depth -- soil moisture profile
Аннотация: This article investigated the possibility of remotely sensing the soil moisture profile in thawed soil from multi-angular dual-polarized brightness temperature (TB) observations at P-band frequencies of 750 MHz and 409 MHz using a modified Burke model. Moreover, it was found that an excellent agreement (coefficient of determination R2 = 0.999 and root-mean-square error (RMSE) no more than RMSE = 0.6 K) could be achieved between the Njoku coherent brightness temperature model and the modified Burke model by introducing a reflectivity from the air-soil interface that takes into account the phases of the multiple re-reflected waves in the underlying layers. Based on the modified Burke model, the depths from which apparent moisture and temperature could be retrieved in a dielectrically-inhomogeneous, non-isothermal soil were investigated, being approximately ten times less than the depth for which apparent soil temperature could be retrieved. In general, the thickness of the emitting layer depends on the TB look angle and polarization, along with the moisture and temperature profiles of the soil. It was also shown that due to the effect of the Brewster angle, the H-polarization of TB was twice as sensitive (4 K/1%) to changes in volumetric soil moisture than V-polarization (1.9 K/1%). Based on multi-angular (10°-50°) observations of TB at H- and V-polarizations, a method of moisture profile retrieval in the top 5–15 cm soil (depending on surface moisture) was proposed using an exponential fitting function, the parameters of which are found in the course of solving the inverse problem. A decrease in the sensing frequency from 750 MHz to 409 MHz makes it possible to increase the accuracy of soil moisture profiles retrieval by a factor of two, being from RMSE = 1.6% (R2 = 0.946) to RMSE = 0.85% (R2 = 0.982) in the top 15 cm layer of soil. The conducted investigation shows the promise of using P-band observations of TB for soil moisture profile retrieval.

Смотреть статью,
Scopus,
WOS
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russia
Department of Civil Engineering, Monash University, Clayton, Australia
Yangtze Institute for Conservation and Development, Hohai University, Nanjing, China

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Walke, J. P.; Brakhasi, F.; Ye, N.; Wu, X.; Shen, X.
}
Найти похожие

Muzalevskiy, K. V.
Calibration of UWB UAV radar for the remote measurement of reflection coefficient / K. Muzalevskiy, M. Mikhaylov, Z. Ruzicka // IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). - 2023. - P. 105-108, DOI 10.1109/USBEREIT58508.2023.10158870. - Cited References: 16. - The investigation supported by the Russian Science Foundation and the Krasnoyarsk Regional Science Foundation, project № 22-17-20042
Кл.слова (ненормированные):
Microwave remote sensing -- ultra-wide band remote sensing -- unmanned aerial vehicle -- log-periodic dipole antenna -- reflection coefficient
Аннотация: In this work, the possibility of the remote measurement of reflection coefficient in the ultra-wide frequency range from 425 MHz to 1010 MHz from the board of unmanned aerial vehicle (UAV) using ultra-wide band (UWB) radar was investigated. With this in mind, the antenna-feeder path of UAV UWB radar is calibrated. The calibration process consisted in measuring the reflection coefficient from the brass mesh sheet at various UAV hovering heights. Printed log-periodic dipole antenna was used as transmitter-receiver antenna. As a result, the antenna return loss in an empty-room and the complex antenna response function of the antenna-feeder path of the UAV UWB radar were found. It is shown that the amplitude of the reflected wave from a brass mesh sheet can be measured with root-mean square error (RMSE), RMSE=0.017 1/m and a determination coefficient (R 2 ) of R 2 = 0.967. Therewith the UAV hovering heights measured by the pulse method and the on-board laser rangefinder correlates with each other with R2=0.999 and with RMSE=3.5cm (distance measurement error of the laser rangefinder is ±1cm, surface irregularities of the brass mesh sheet were no more than 1.5cm). Measured in the frequency range from 500 MHz to 900 MHz, the reflection coefficient from fresh lake water by UAV UWB radar with a relative error of no more than 7.5% (practically does not depend on the height of the UAV hovering, approximately from 2.2 m to 5.2 m) coincides with the calculated one by the Stogryn's formulas.

Смотреть статью,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC Siberian Branch Russian Academy of Science, Krasnoyarsk, The Russian Federation

Доп.точки доступа:
Mikhaylov, M. I.; Михайлов, Михаил Иванович; Ruzicka, Z.; Ружичка, Зденек; Музалевский, Константин Викторович; IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology(15-17 May 2023 ; Yekaterinburg, Russia)
}
Найти похожие

Muzalevskiy, K. V.
LPDA calibration using an UAV for synthesizing UWB impulses / K. Muzalevskiy // IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. - 2023. - Vol. 22, Is. 9. - P. 2140-2144, DOI 10.1109/LAWP.2023.3278333. - Cited References: 19. - The investigation supported by the Russian Science Foundation and the Krasnoyarsk Regional Science Foundation, project № 22-17-20042 . - ISSN 1536-1225. - ISSN 1548-5757
Кл.слова (ненормированные):
Log-periodic dipole antenna (LPDA) -- complex antenna transfer function -- complex antenna return loss -- ultra-wideband (UWB) impulses -- impulse radiation -- unmanned aerial vehicle (UAV)
Аннотация: In this letter, the possibility of synthesizing ultra-wideband (UWB) impulses with a conventional log-periodic dipole antenna (LPDA) mounted on a quadrotor unmanned aerial vehicle (UAV) was demonstrated. The formation of impulses using LPDA (bandwidth from 427 MHz to 1.01 GHz) with a duration of 1.9 ns, containing one period of field oscillations, became possible due to compensation of amplitude and phase-frequency distortions introduced by the antenna into radiated and received impulses. Compensation for these distortions was carried out by inverse filtering method after calibrating the antenna-feeder path at various heights UAV hovering above the reference reflector (brass mesh). The conductive carbon elements of UAV, located in the near field of the antenna, are indirectly taken into account during the calibration of antenna-feeder path parameters and do not introduce significant distortions into the generated impulses. The suggested method of synthesizing UWB impulses can find application in environmental remote sensing and can also be used to sharpen fronts of impulses radiated\received with LPDA.

Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics SB RAS Akademgorodok 36, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович
}
Найти похожие

    Метод мониторинга влажности почвы, покрытой растительным покровом, с использованием нейронной сети, радарных и мультиспектральных оптических данных Sentinel-1,2 / А. М. Зейлигер, К. В. Музалевский, Е. В. Зинченко, О. С. Ермолаева // Журн. радиоэлектрон. - 2023. - № 1. - Ст. 7 ; J. Radio Electron., DOI 10.30898/1684-1719.2023.1.8. - Библиогр.: 24. - Грант РФФИ №19-29-05261 «Картографическое моделирование влагозапасов почвенного покрова на основе комплексной геофизической влагометрии для целей цифрового орошаемого земледелия» . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Using a neural network, radar and multispectral optical data of Sentinel-1,2 for the moisture monitoring of vegetation covered soil
Кл.слова (ненормированные):
радиолокация -- влажность почв -- нейронные сети -- диэлектрическая проницаемость -- radiolocation -- soil moisture -- neural networks -- permittivity
Аннотация: В данной работе проведен мониторинг пространственного распределения влажности поверхностного слоя агропочв тестового участка поля, покрытого растительностью, в Волгоградской области на основе данных радарной съемки спутника Sentinel-1 и мультиспектральной оптической съемки спутника Sentinel-2. Алгоритм восстановления влажности основан на применении нейронной сети для прогноза коэффициента отражения электромагнитной волны от почвенного покрова, с последующей инверсией во влажность почвы с использованием диэлектрической модели, учитывающей гранулометрический состав агропочвы. Входным параметром нейронной сети является отношение микроволнового радарного растительного индекса (рассчитанного на основе данных спутника Sentinel-1) к мультиспектральному оптическому индексу (рассчитанного на 8-11 каналах спутника Sentinel-2). Это отношение индексов обнаруживает существенно большую зависимость с влажностью почвы, чем с высотой растительности. Восстановленные значения влажности почвы сопоставлялись с влажностью отобранных образцов почвы, измеренных в лабораторных условиях термостатно-весовым методом. Предложенный метод позволяет с коэффициентом детерминации 0,435 и среднеквадратическим отклонением 2,4 % прогнозировать влажность почвы тестового участка, покрытого растительным покровом, относительно влажности почвы, измеренной контактным методом. Проведенное исследование создает научные основы новой всепогодной технологии мониторинга влажности агропочв как элемента системы точного земледелия.
In this article, a method for the moisture monitoring of vegetation covered soil was proposed using neural network, radar and optical multispectral data of Sentinel-1,2. Test site was chosen in the Volgograd region at an agriculture field. The moisture retrieval algorithm is based on the use of a neural network to predict reflection coefficient of an electromagnetic wave from the soil, followed by inversion into soil moisture using a dielectric model that takes into account the soil texture. The input parameter of the neural network is the ratio of the microwave radar vegetation index (calculated on the basis of Sentinel-1 data) to the multispectral optical index (calculated on 8-11 channels of the Sentinel-2). Such way calculated index reveals a significantly greater dependence on soil moisture than on vegetation height. The retrieved values of soil moisture were compared with the moisture content of in-situ selected soil samples, which were measured under laboratory conditions by the thermostatic-weight method. The proposed method with a determination coefficient of 0.435 and a standard deviation of 2.4 % allows predicting the soil moisture content of a test area covered with vegetation, relative to soil moisture measured in-situ. The conducted research creates the scientific basis for a new all-weather technology for remote sensing the moisture content of agricultural soils as an element of the precision farming system.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Саратовский государственный университет генетики, биотехнологий и инженерии им. Н.И. Вавилова, 410012, Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, 4, стр. 3
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. No 38
Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия, 400002, Волгоград, ул. им. Тимирязева, 9
Российский государственный аграрный университет МСХА им. К.А. Тимирязева, 127434, Москва, ул. Тимирязевская, 49

Доп.точки доступа:
Зейлигер, А. М.; Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Зинченко, Е. В.; Ермолаева, О. С.

}
Найти похожие

    Музалевский, Константин Викторович.
    Особенности радиометрического зондирования влажности тундровых почв в P-диапазоне частот / К. В. Музалевский // Журн. радиоэлектрон. - 2023. - № 12 ; J. Radio Electron., DOI 10.30898/1684-1719.2023.12.9. - Библиогр.: 25 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Radiometric features of the moisture sensing of tundra soils in the P-Band
Кл.слова (ненормированные):
микроволновая радиометрия -- деятельный слой -- тундровые почвы -- влажность почв -- microwave radiometry -- active layer -- tundra soils -- soil moisture
Аннотация: В данной работе в P-диапазоне частот (409 МГц) теоретически исследуются особенности микроволнового излучения тундровых почв в процессе протаявания деятельного слоя. В вертикальном сечении, почвы деятельного слоя характеризовались профилями объемной влажности, весового содержания органического вещества, временными рядами физической температуры. Радиояркостная температура деятельного слоя тундровых почв рассчитывалась на основе феноменологической модели радиотеплового излучения слоисто-неоднородного неизотермического полупространства. При моделировании радиояркостной температуры использовалась диэлектрическая модель, позволяющая рассчитать действительную и мнимую части относительной комплексной диэлектрической проницаемости тундровых почв с высоким содержанием органического вещества 35%-80%, в диапазоне температур от −30 °С до +25 °С. Показано, что по мере протаявания деятельного слоя тундровых почв наблюдается явление интерференции излучательной способности, амплитуда которой определяется видом вертикального профиля содержания органического вещества. Для рассмотренных видов профилей влажности и содержания органического вещества, интерференцией излучательной способности можно пренебречь при протаявании деятельного слоя на глубину более 18.5 см. В случае, если объемная влажность протаявающей части деятельного слоя почв меньше (или близка к) максимальному содержанию связанной воды, то явление интерференции излучательной способности не наблюдается. Выполненные оценки показали, что средняя глубина зондирования влажности для рассмотренных тундровых почв не превышает 4.5см.
In this paper, in the P-band (409 MHz), the features of tundra soils microwave emission are theoretically studied during the thawing of active layer. The soils in vertical section of active layer were characterized by the profiles of volumetric moisture, weight content of organic matter, and time series of physical temperature. The brightness temperature of the active layer of tundra soils was calculated based on the phenomenological model of microwave emission for a stratified non-isothermal half-space. A dielectric model that allows to calculate the real and imaginary parts of the relative complex dielectric constant of tundra soils with a high organic matter content of 35%-80%, in the temperature range from -30C to +25C was used to modeling the brightness temperature. As a result, It was shown that as the active layer of tundra soils thaws, the interference of emissivity is observed, the amplitude of which is determined by the kind of vertical profile of the organic matter content. The interference of emissivity can be neglected when the active layer thaws more than 18.5 cm. If the volumetric moisture of the thawing part of the active layer is less than (or close to) the maximum content of bound water, then interference of emissivity is not observed. Modeling showed that the average sensing depth of tundra soil moisture does not exceed 4.5 cm.

Смотреть статью,
РИНЦ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, 660036, Красноярск, ул. Академгородок, д. 50, стр. 38

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.

}
Найти похожие

Brief communication: Identification of tundra topsoil frozen/thawed state from SMAP and GCOM-W1 radiometer measurements using the spectral gradient method / K. Muzalevskiy, Z. Ruzicka, A. Roy [et al.] // Cryosphere. - 2023. - Vol. 17, Is. 9. - P. 4155-4164, DOI 10.5194/tc-17-4155-2023. - Cited References: 34. - This research has been supported by the state assignment of the Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center, Krasnoyarsk Science Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS). Weather station data collection was support by the Canadian Space Agency, NSERC and frqnt; the US National Science Foundation (PLR-1304464 and PLR-1417745); and the state assignment of the Earth Cryosphere Institute, Tyumen Scientific Centre, SB RAS (121041600043-4) . - ISSN 1994-0416. - ISSN 1994-0424
Аннотация: From 2015 to 2020, using the spectral gradient radiometric method, the possibility of the frozen/thawed (FT) state identification of tundra soil was investigated based on Soil Moisture Active Passive (SMAP) and Global Change Observation Mission - Water Satellite 1 (GCOM-W1) satellite observations of 10 test sites located in the Arctic regions of Canada, Finland, Russia, and the USA. It is shown that the spectral gradients of brightness temperature and reflectivity (measured in the frequency range from 1.4 to 36.5 GHz with horizontal polarization, a determination coefficient from 0.775 to 0.834, a root-mean-square error from 6.6 to 10.7 d and a bias from -3.4 to C6.5 d) make it possible to identify the FT state of the tundra topsoil. The spectral gradient method has a higher accuracy with respect to the identification of the FT state of tundra soils than single-frequency methods based on the calculation of polarization index.

Смотреть статью,
Scopus
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center, Krasnoyarsk Science Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russian Federation
Departement des Sciences de l'Environnement, Universite du Quebec a Trois-Rivieres (UQTR), Centre d'etude Nordique, Trois-Rivieres, QC, Canada
Department of Geography, Colgate University, Hamilton, NY, United States
Laboratory for Cartographic Modeling and Forecasting the State of Permafrost Geosystems, Earth Cryosphere Institute, Tyumen Scientific Centre, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Tyumen, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Ruzicka, Z.; Ружичка, Зденек; Roy, A.; Loranty, M.; Vasiliev, A.
}
Найти похожие

Muzalevskiy, K. V.
UWB reflectometric method for the measuring of vegetation biometric parameters and soil moisture / K. Muzalevskiy, S. Fomin, M. Mikhaylov // IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). - 2023. - P. 166-169, DOI 10.1109/USBEREIT58508.2023.10158880. - Cited References: 17. - The investigation supported by the Russian Science Foundation and the Krasnoyarsk Regional Science Foundation, project № 22-17-20042
Кл.слова (ненормированные):
Microwave remote sensing -- unmanned aerial vehicle -- ultra-wide band remote sensing -- reflection coefficient -- biomass -- vegetation water content -- soil moisture
Аннотация: In this article, a method for the simultaneous measurement of total biomass, vegetation water content, and soil moisture is developed based on ultra-wideband (UWB) nadir observation of the reflection coefficient in the frequency range from 450 MHz to 6 GHz. The proposed method is based on a simple model of plane wave reflection from a vegetation layer with flat boundaries lying on a smooth soil surface. The model does not take into account the phenomena of wave scattering on the vegetation elements and the soil surface roughness. The dielectric constant of the vegetation canopy and soil were calculated based on Ulaby and Mironov dielectric models, respectively. The proposed method was tested using data from PORTOS-93 (INRA) experiments on measuring: total biomass (up to 3.3 kg/m2), water content (43%-89%), height (up to 1m) and volumetric content (up to 0.6-0.8%) of wheat plants, moisture (from 5% to 36%), density and clay fraction content (27%) of the soil. As a result, it was shown, the coefficient of determination (R2) and root-mean-square error (RMSE) appeared to be equal to R2=0.999 and RMSE=2.2% when comparing the original and retrieved values of volumetric soil moisture. The retrieved values of total biomass (vegetation water content) with the coefficient of determination R2=0.999 (0.998) and RMSE=16g/m2 (0.7%) coincide with the original set values. Therewith, the bands from 4 GHz to 6 GHz and from 450 MHz to 1 GHz were used to retrieve the canopy biometric parameters and soil moisture, respectively.

Смотреть статью,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC Siberian Branch Russian Academy of Science, Krasnoyarsk, The Russian Federation

Доп.точки доступа:
Fomin, S. V.; Фомин, Сергей Викторович; Mikhaylov, M. I.; Михайлов, Михаил Иванович; Музалевский, Константин Викторович; IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology(15-17 May 2023 ; Yekaterinburg, Russia)
}
Найти похожие

    Музалевский, Константин Викторович.
    Зависимость отражательных свойств агропочв в сверхширокой полосе частот от типа, степени шероховатости поверхности и профилей влажности агропочв / К. В. Музалевский, С. В. Фомин, А. Ю. Каравайский // Журн. радиоэлектрон. - 2022. - № 11. - Ст. 6 ; J. Radio Electron., DOI 10.30898/1684-1719.2022.11.15. - Библиогр.: 30. - Работа выполнена в рамках гранта РНФ и Красноярского краевого фонда науки No 22-17-20042 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Dependence of the reflective properties of agricultural soils in ultra-wide frequency band on the type, surface roughness and moisture profiles of agrosoils
Кл.слова (ненормированные):
дистанционное зондирование -- рефлектометрия -- коэффициент отражения -- комплексная диэлектрическая проницаемость почв -- дистанционные методы измерения влажности почв -- remote sensing -- reflectometry -- reflection coefficient -- complex permittivity of soils -- remote sensing of soil moisture
Аннотация: В данной работе исследовано влияние объемной влажности от 0% до 40% (вертикальных профилей влажности), плотности сухого сложения от 0.4 до 1.8 г/см3, содержания глинистой фракции от 0.15 до 0.55 г/г (типа агропочвы), среднеквадратических отклонений (СКО) высот неровностей поверхности от 0 до 4 см почвенного покрова на вариации коэффициента отражения в сверхширокой полосе частот от 100-400 МГц до 1.26-2.4 ГГц. Расчет коэффициента отражения выполнен для гладкой и шероховатой границы почвенного покрова. При расчете коэффициента отражения использовалась двух-релаксационная диэлектрическая модель Миронова (входные параметры: плотность сухого сложения, содержание глинистой фракции, объемная влажность почвы, частота электромагнитной волны). Показано, что коэффициент отражения является неоднозначной функцией содержания глинистой фракции и плотности сухого сложения почв; погрешность восстановления высоких значений влажности почв может быть в 5 раз выше, чем для сухих почв. По отношению к содержанию глинистой фракции и плотности сухого сложения почвы, СКО высот неровностей поверхности почвы является доминирующим параметром неопределенность в задании, которого существенно влияет на погрешность восстановления влажности почв. Для рассмотренных разнообразных вертикальных профилей влажности почвы, показано, что эффективная толщина поверхностного слоя агропочвы, формирующего коэффициент отражения, не превышает 2 см при частоте зондирования выше 1 ГГц. При объемной влажности поверхности почвы более 28% величина коэффициента отражения во всем исследованном диапазоне частот от 433 МГц до 1.26 ГГц не зависит от вертикального распределения влаги. Проведенные исследования устанавливают количественные ограничения на точность восстановления влажности почвы при заданной погрешности исходных параметров модели: содержание глинистой фракции, плотности сухого сложения почвы, степени шероховатости поверхности почвы, которые должны учитываться при разработке алгоритмов дистанционного зондирования влажности агропочв.
In this article, the impact of volumetric moisture from 0% to 40% (vertical moisture profiles), dry bulk density from 0.4 to 1.8 g/cm3, clay content from 0.15 to 0.55 g/g (agrosoil type), standard deviations heights of surface roughness from 0 to 4 cm of soil on the variations of reflection coefficient in the ultra-wide frequency band from 100-400 MHz to 1.26-2.4 GHz were investigated. The reflection coefficient was calculated for a smooth and rough soil surface. Mironov's two-relaxation dielectric model was used (input parameters: dry bulk density, clay content, volumetric moisture, frequency of electromagnetic wave) to calculating the reflection coefficient. It is shown that the reflection coefficient is an ambiguous function of the clay content and the dry bulk density; the error in retrieving high values of soil moisture can be 5 times higher than for dry soils. In relation to the clay content and the dry bulk density, the soil roughness is the dominant parameter, which uncertainty, significantly effects on the error of soil moisture retrieving. For the considered various vertical profiles of soil moisture, it is shown that the effective thickness of topsoil, which forms the reflection coefficient, does not exceed 2 cm at a sensing frequency above 1 GHz. When the volumetric moisture content of soil surface is more than 28%, the reflection coefficient in the frequency range from 433 MHz to 1.26 GHz does not depend on the vertical distribution of moisture in soil. The conducted studies establish quantitative limitations on the accuracy of soil moisture retrieval for a given error in the initial parameters of the model: the clay content, the dry bulk density, soil surface roughness, which should be taken into account when developing algorithms for remote sensing of agrosoil moisture.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38

Доп.точки доступа:
Фомин, Сергей Викторович; Fomin, S. V.; Каравайский, Андрей Юрьевич; Karavaisky, A. Yu.; Muzalevskiy, K. V.

}
Найти похожие

10.

Музалевский, Константин Викторович.
Синтезирование сверхширокополосного импульса логопериодической антенной с непрерывным возбуждением гармоническими колебаниями / К. В. Музалевский // Изв. вузов. Радиофиз. - 2022. - Т. 65, № 8. - С. 677-686, DOI 10.52452/00213462_2022_65_08_677. - Библиогр.: 38. - Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда и Красноярского краевого фонда науки (проект 22-17-20042) . - ISSN 0021-3462
Аннотация: Предложен метод синтезирования сверхширокополосных импульсов с использованием векторного анализатора цепей и широкополосной приёмопередающей логопериодической антенны. Передаточная характеристика антенно-фидерного тракта системы описывалась моделью четырёхполюсника, S-элементы матрицы которого калибровались не менее чем на двух высотах расположения антенны над отражающей поверхностью (металлическим листом). Предложенный метод калибровки передаточной характеристики логопериодической антенны позволил минимизировать амплитудно- и фазо-частотные искажения, вносимые ей в зондирующий импульс. На основе созданного метода экспериментально продемонстрирована возможность синтезирования сверхширокополосного импульса с длительностью 0,46 нс по уровню половины амплитуды огибающей (импульс содержит несколько колебаний поля) с использованием логопериодической антенны с полосой пропускания от 1,36 до 4,88 ГГц (по уровню -10 дБ). Данный метод был специально разработан для создания миниатюрных радарных систем с использованием портативных векторных анализаторов цепей и логопериодических антенн для приложений дистанционного зондирования сверхширокополосными импульсами подстилающей поверхности с борта малых беспилотных летательных аппаратов.

Смотреть статью,
РИНЦ

Переводная версия Muzalevsky K. V. Synthesis of an ultra-wideband pulse by a log-periodic antenna with continuous excitation by harmonic oscillations [Текст] / K. V. Muzalevsky // Radiophys. Quantum Electron. - 2023. - Vol. 65 Is. 8.- P.615-623

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН, Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

11.

Field test of the surface soil moisture mapping using Sentinel-1 radar data / A. M. Zeyliger, K. V. Muzalevskiy, E. V. Zinchenko, O. S. Ermolaeva // Sci. Total Environ. - 2022. - Vol. 807, Part 2. - Ст. 151121, DOI 10.1016/j.scitotenv.2021.151121. - Cited References: 43. - The research was performed within the framework of the Russian Foundation for Basic Research project 19-29-05261 mk “Cartographic modelling of soil moisture reserves based on complex geophysical water content measurements for digital irrigated agriculture” . - ISSN 0048-9697
Кл.слова (ненормированные):
Sentinel-1 -- UAV -- Digital elevation model -- Radar backscattering -- Artificial neural network -- Soil moisture
Аннотация: Soil surface moisture is one of the key parameters for describing the hydrological state and assessing the potential availability of water for irrigated plants. Because the radar backscattering coefficient is sensitive to soil moisture, the application of Sentinel-1 data may support soil surface moisture mapping at high spatial resolution by detecting spatial and temporal changes at the field scale for precision irrigation management. This mapping is required to control soil water erosion and preferential water flow to improve irrigation water efficiency and minimise negative impacts on surface and ground water bodies. Direct observations of soil surface moisture (5-cm thickness) were performed at an experimental plot in the study site of the All-Russian Scientific Research Institute of Irrigated Agriculture, near the village Vodnyy, Volgograd region. Soil surface moisture retrieval from Sentinel-1 was performed at the same location. A second set of soil surface moisture was calculated for the soil sampling sites using the permittivity model, based on the estimates of soil surface characteristics: a) reflectivity, obtained by the neural network method from Sentinel-1 observations; b) roughness, obtained from the geodata of the stereoscopic survey with unmanned aerial vehicle Phantom 4 Pro. The raster set of soil surface moisture geodata was obtained based on the reflectivity geodata raster set to solve the inverse problem using a permittivity model that considers the soil texture of the experimental plot. The determination coefficient (0.948) and standard deviation (2.04%) were obtained by comparing both sets of soil moisture point geodata taken from the same soil sampling sites. The values confirmed a satisfactory linear correlation between the directly measured and indirectly modelled sets. A comparison of the two sets of geodata indicated a satisfactory reproduction of the first set by the second set. As a result, the developed method can be considered as the scientific and methodological basis of the new technology of soil surface moisture monitoring by radar, which is one of the basic characteristics used in precision irrigation management.

Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Academy, Moscow, Russian Federation
Kirensky Institute of Physics of the Siberian Branch of the RAS – Division of Federal Research Center, Krasnoyarsk Scientific Center of the Siberian Branch of the RAS, Krasnoyarsk, Russian Federation
Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russian Federation
All-Russian Scientific Research Institute of Irrigated Agriculture, Volgograd, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Zeyliger, A. M.; Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Zinchenko, E. V.; Ermolaeva, O. S.
}
Найти похожие

12.

Savin, I. V.
A dielectric model of thawed and frozen Arctic organic soils at 435 MHz / I. V. Savin, K. V. Muzalevskiy, V. L. Mironov // Remote Sens. Lett. - 2022. - Vol. 13, Is. 5. - P. 452-459, DOI 10.1080/2150704X.2022.2041761. - Cited References: 15. - This work was supported by the SB RAS project No. 0287-2021-0034 . - ISSN 2150-704X. - ISSN 2150-7058

РУБ Remote Sensing + Imaging Science & Photographic Technology
Рубрики:
P-BAND RADAR
Аннотация: A refractive-mixing dielectric model for frozen and thawed organic-rich soils at a frequency of 435 MHz was developed in this letter. The model was developed based on the dielectric measurements of five soil samples in which organic matter content was variated from 35% to 80% (by weight). Dielectric measurements were conducted in the range of volumetric soil moisture from ~2% to 60%, and the range of temperature from −30°C to 25°C. Coefficient of determination (R2) and root mean square error (RMSE) between predicted by the model and measured values for real (ε ') and imaginary (ε '') part of complex relative permittivity are R2ε '= 0.989 (RMSEε '=0.602) and R2ε ''= 0.906 (RMSEε ''=0.404), respectively. The developed dielectric model can be used for creating remote sensing algorithms (soil moisture retrieval in the root zone, active layer thickness and ice content measuring in permafrost area, etc.) in P-band.

Смотреть статью,
Scopus,
WOS
Держатели документа:
Russian Acad Sci Ip Sb Ras, Lab Radiophys Earth Remote Sensing, Kirensky Inst,Phys Fed Res Ctr, Ksc Siberian Branch, Krasnoyarsk, Russia.
Siberian Fed Univ, Sch Engn Phys & Radio Elect, Krasnoyarsk, Russia.

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Mironov, V. L.; Миронов, Валерий Леонидович; Савин, Игорь Викторович; SB RAS project [0287-2021-0034]
}
Найти похожие

13.

    Brief communication: Classification of thawed/frozen topsoil state by spectral gradient methods based on SMAP and GCOM-W1 radiometric data / K. Muzalevskiy, Z. Ruzicka, A. Roy [et al.] // EGUsphere. - 2022DOI 10.5194/egusphere-2022-224. - Cited References: 19 . - preprint
   Перевод заглавия: Краткое сообщение: Классификация талого/мёрзлого состояния верхнего слоя почвы методом спектральных градиентов на основе радиометрических данных SMAP и GCOM-W1
Аннотация: From 2015 to 2020, using spectral gradient radiometric methods, the possibility of frozen/thawed state identification of tundra soils was investigated based on SMAP and GCOM-W1 satellite observations of ten test sites located in the Arctic regions of Canada, Finland, Russia, and U.S. It is shown that the spectral gradients of brightness temperature and reflectivity, measured on the frequency range from 1.4 GHz to 36.5 GHz on horizontal polarization with a determination coefficient from 0.775 to 0.834, root-mean-square-error from 6.6 days to 10.7 days, and bias from -3.4 days to +6.5 days, make it possible to identify the thawed/frozen state of the tundra soils. Spectral gradient methods have a significantly higher accuracy for identification of frozen and thawed state of tundra soils in relation to single-frequency methods based on the calculation of polarization index.

Смотреть статью
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russia
Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia
Département des Sciences de l’Environnement, Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR), Trois-Rivières, Centre d’étude Nordique, Québec, Canada
Department of Geography, Colgate University, Hamilton, NY, USA
Laboratory for Cartographic Modeling and Forecasting the State of Permafrost Geosystems, Earth Cryosphere Institute, Tyumen Scientific Centre SB RAS, Russia

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Ruzicka, Z.; Ружичка, Зденек; Roy, Alexandre; Loranty, Michael; Vasiliev, Alexander
}
Найти похожие

14.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Широкополосный рефлектометрический метод измерения влажности и степени шероховатости поверхности почвы / К. В. Музалевский // Журн. радиоэлектрон. - 2022. - № 12. - Ст. 6, DOI 10.30898/1684-1719.2022.12.5. - Библиогр.: 31. - Работа выполнена в рамках гранта РНФ и Красноярского краевого фонда науки № 22-17-20042 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Broadband reflectometric method for the measuring of soil surface moisture and roughness
Кл.слова (ненормированные):
дистанционное зондирование -- радиолокация -- радиометрия -- рефлектометрия -- коэффициент отражения -- излучательная способность -- шероховатая поверхность -- почвы -- комплексная диэлектрическая проницаемость почв -- дистанционные методы измерения влажности почв -- remote sensing -- radiolocation -- radiometry -- reflectometry -- reflection coefficient -- emissivity -- rough surface -- soils -- complex permittivity of soils -- remote sensing of soil moisture
Аннотация: В данной работе предложена численно-аналитическая модель коэффициента отражения электромагнитной волны от шероховатой границы почвенного покрова, на основе которой, в диапазоне частот от 520 МГц до 1,26 ГГц, разработан широкополосный метод измерения среднеквадратического отклонения (СКО) высот неровностей и объемной влажности поверхности почв. При построении модели коэффициента отражения, поле отраженной волны от шероховатой границы почвенного покрова представлено в виде суммы вторичных полей от бесконечного множества элементарных горизонтальных рассеивающих площадок (с заданным средним размером), набор которых на поверхности почвы осуществляется в пределах первой зоны Френеля. Поле каждой элементарной рассеивающей площадки представляется в виде среднего поля от результата стохастической интерференции бесконечного множества когерентных элементарных источников вторичных волн с плоским фронтом, вертикальное положение которых определено высотой неровностей в каждой точке поверхности почвы в пределах размеров элементарной рассеивающей площадки. Показано, что созданная модель описывает величину полного значения коэффициента отражения (когерентная и диффузная компоненты) с коэффициентом детерминации R2=0,981 и СКО не более 0,35дБ относительно коэффициента отражения, рассчитанного с использованием метода конечных разностей и метода интегральных уравнений. На примере 16 почвенных образцов, комплексная диэлектрическая проницаемость которых измерена для широкого диапазона плотностей 0,7–1,8 г/см3, влажности, гранулометрического состава (0–76%) и содержания органического вещества (0,6–6,9%) показана принципиальная возможность восстановления СКО высот неровностей и объемной влажности шероховатой поверхности почвенного покрова с коэффициентом детерминации СКО не хуже, чем R2=0,909 (СКО=0,4 см) и R2=0,975 (СКО=2%), соответственно, относительно истинных значений. Результаты работы имеют широкое прикладное значения как для одночастотных, так и многочастотных методов обработки радарных и радиометрических данных с целью разработки новых алгоритмов повышенной точности измерения влажности почв.
In this article, a numerical-analytical model of the reflection coefficient of an electromagnetic wave from a rough soil surface is proposed. Based on the created model of reflection coefficient, in the frequency range from 520 MHz to 1.26 GHz, a broadband method for the root-mean-square deviation (RMS) of heights and volumetric moisture of rough soil surface is developed. When the model of reflection coefficient creating, the field of reflected wave from the rough soil surface was presented as the sum of secondary fields from an infinite set of elementary horizontal scattering plates (with a given average size). The field from each elementary scattering plate is represented as an average field from the result of stochastic interference of an infinite set of coherent elementary sources of secondary waves. The vertical position of the elementary sources is determined by the stochastic height of the soil surface within elementary plate. It is shown that the created model describes the total value of reflection coefficient (coherent and diffuse components) with the determination coefficient of R2=0.981 and root-mean square error (RMSE) no more than 0.35 dB, relative to the reflection coefficient, calculated by the finite difference method and the advanced integral equations method. The possibility of RMS heights and volumetric moisture of rough soil surface retrieval, relative to the true values, was shown no worse than R2=0.909 (RMSE=0.4 cm) and R2=0.975 (RMSE=2%), respectively. This analysis was carried out on the example of 16 soil samples, the complex permittivity of which was measured for a wide range of dry bulk densities from 0.7 g/cm3 to 1.8 g/cm3, moisture content, texture with variation clay content from 0% to 76% and organic matter content from 0.6% to 6.9%. The results have a wide application value both for single-frequency and multi-frequency radar and radiometric methods of soil moisture measuring.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

15.

Muzalevskiy, K. V.
Numerical-analytical model of reflection coefficient for rough soil surface in wide frequency range / K. Muzalevskiy // Proceedings - 2022 IEEE 8th All-Russian Microwave Conference, RMC 2022. - 2022. - 8th IEEE All-Russian Microwave Conference, RMC 2022 (23 - 25 November 2023, Moscow, Russian Federation) Conference code: 187597. - P. 305-308, DOI 10.1109/RMC55984.2022.10079255. - Cited References: 18. - The investigation supported by the Russian Science Foundation and the Krasnoyarsk Regional Science Foundation, project №22-17-20042
Кл.слова (ненормированные):
remote sensing -- radiolocation -- radiometry -- reflectometry -- reflection coefficient -- rough surface -- soils -- complex permittivity of soils -- soil moisture
Аннотация: In this work, a numerical-analytical model of reflection coefficient for rough soil surface in wide frequency band was proposed. The field of reflected wave from the rough soil surface is presented as the sum of secondary fields from an infinite set of elementary horizontal scattering plates (with a given average size). The field from each elementary scattering plate is represented as an average field from the result of stochastic interference of an infinite set of coherent elementary sources of secondary waves. The vertical position of the elementary sources is determined by the stochastic height of the soil surface within elementary plate. The case of the coherent component and the total value (coherent+diffuse components) of reflection coefficient is considered. On the basis of the created model of reflection coefficient, a broadband method for simultaneously retrieved the root-mean-square deviation of the stochastic soil surface heights and volumetric soil moisture was developed. The results have a wide application value both for single-frequency and multi-frequency radar and radiometric methods of soil moisture measuring.

Смотреть статью,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics Federal Research, Center Ksc Siberian Branch Russian Academy of Science, Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; IEEE All-Russian Microwave Conference(8 ; 23 - 25 November 2023 ; Moscow, Russian Federation)
}
Найти похожие

16.

Validation of Dobson's, Schmugge's, and Mironov's dielectric models at four typical agrosoils of Krasnoyarsk and Krasnodar krais / S. Fomin, K. Muzalevskiy, A. Karavayskiy [et al.] // Proceedings - 2022 IEEE 8th All-Russian Microwave Conference, RMC 2022. - 2022. - 8th IEEE All-Russian Microwave Conference, RMC 2022 (23 - 25 November 2023, Moscow, Russian Federation) Conference code: 187597. - P. 349-352, DOI 10.1109/RMC55984.2022.10079332. - Cited References: 16. - The investigation supported by the Russian Science Foundation and the Krasnoyarsk Regional Science Foundation, project №22-17-20042
Кл.слова (ненормированные):
remote sensing -- soil moisture -- complex permittivity -- dielectric model -- Agriculture
Аннотация: In this article, in a wide frequency range from 300 MHz to 2 GHz at a temperature of 20C, the validation of Dobson's, Schmugge's, and Mironov's (with one, two, and three soil water relaxations) dielectric models was carried out using four samples of typical agrosoils taken from the arable layer. Variations in the clay fraction, dry bulk density, and organic matter content of soil samples ranged from 32% to 56%, from 1.1 g/cm3 to 1.7 g/cm3, up to 6.9%, respectively. It is shown that the Mironov's model with two relaxations (M2) has the best accuracy in describing the measured relative complex permittivity (RCP) spectra for all soils in average. The coefficient of determination (R2) and root-mean square error (RMSE) appeared to be equal of Rε'2=0.907 (RMSEε'=0.83) for real and Rε''2=0.960 (RMSEε'' =0.89) for imaginary parts of RCP, when comparing the measured and calculated RCPs. Error of soil moisture retrieval, based on M2 dielectric model and the observations of reflection coefficient at nadir was estimated. For four agricultural soils, it is shown that the retrieved volumetric soil moisture values with the determination coefficient R2=0.975 and RMSE =2% coincide with the true values of soil moisture. It has also been found that small inaccuracies (several tens of percent) in determining the dry bulk density and clay content of soils have practically no effect on the error in retrieving the volumetric soil moisture.

Смотреть статью,
Scopus
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics Federal Research Center, Ksc Siberian Branch Russian Academy of Science, Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Krasnoyarsk, Russian Federation
Krasnoyarsk Research Institute of Agriculture Federal Research Center, Ksc Siberian Branch Russian Academy of Science, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Fomin, S. V.; Фомин, Сергей Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Karavayskiy, A. Yu.; Каравайский, Андрей Юрьевич; Romanov, V.; Lipshin, A.; Mikhailets, M.; IEEE All-Russian Microwave Conference(8 ; 23 - 25 November 2023 ; Moscow, Russian Federation)
}
Найти похожие

17.

Музалевский, Константин Викторович.
Отражающие свойства сезонно-талого слоя в процессе оттаивания и замерзания легкосуглинистой почвы. Численно-аналитическое исследование / К. В. Музалевский // Изв. вузов. Радиофизика. - 2022. - Т. 65, № 9. - С. 768-780, DOI 10.52452/00213462_2022_65_09_768. - Библиогр.: 52 . - ISSN 0021-3462
Аннотация: На примере легкосуглинистой почвы (содержание глинистой фракции 20 % по весу) теоретически с использованием численно-аналитических методов исследуются отражательные свойства слоистых сред сезонно-талого слоя (СТС), находящихся в процессе замерзания и оттаивания, в сверхширокой полосе частот от 10 МГц до 10 ГГц, а также процессы взаимодействия сверхширокополосных импульсов мегагерцового диапазона частот с длительностью 2,5 нс с этими средами. Спектральные амплитуды коэффициента отражения, временные формы и задержки, скорость распространения импульса рассчитывались для конфигурации моностатической радиолокации при зондировании в надир СТС электромагнитной волной с плоским фронтом. Показано, что почвы СТС для отражённых волн представляют собой фильтр нижних частот, частота среза которого нелинейно уменьшается с увеличением толщины СТС. При этом средняя частота в спектре зондирующего импульса снижается с 527 МГц (до входа в среду) на 38 % и 23 % на каждые метр прохождения в толще талого и мёрзлого СТС соответственно. Скорость сверхширокополосного импульса и групповая скорость распространения импульса (рассчитанная на средней частоте спектра зондирующего импульса до входа в среду) как в талом, так и в мёрзлом СТС легкосуглинистых почв совпадают. Показано, что для зондирования нижней границы СТС замерзающей или оттаивающей легкосуглинистой почвы уровень энергетического потенциала радарной системы должен превышать 40 дБ/0,5 м (толщины СТС) в диапазоне частот до 1 ГГц. Проведённые исследования указывают на принципиальную возможность и перспективность разработки радиолокационных импульсных сверхширокополосных систем мегагерцового диапазона частот для дистанционного зондирования геофизических параметров слоистой структуры СТС легкосуглинистых почв.

Смотреть статью,
РИНЦ

Переводная версия Muzalevsky K. V. Reflecting properties of the seasonally thawed layer during thawing and freezing of the light loam soil. Numeric-analytical study [Текст] / K. V. Muzalevsky // Radiophys. Quantum Electron. - 2023. - Vol. 65 Is. 9.- P.698-709

18.

Muzalevskiy, K. V.
Synthesizing of ultra-wide band impulse by means of a log-periodic dipole antenna. Case study for a radar stand experiment / K. Muzalevskiy, M. Mikhaylov, Z. Ruzicka // 2022 IEEE International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences, SIBIRCON 2022 : IEEE, 2022. - P. 1140-1143, DOI 10.1109/SIBIRCON56155.2022.10017008. - Cited References: 20. - The investigation supported by the Russian Science Foundation and the Krasnoyarsk Regional Science Foundation, project № 22-17-20042
Кл.слова (ненормированные):
Microwave remote sensing -- log-periodic dipole antenna -- calibration antenna -- complex antenna transfer function -- ultra-wide band impulse -- radiation and receiving impulse
Аннотация: In this work, the approach of ultra-wide band pulses synthesizing is proposed using a broadband low-cost log-periodic dipole antenna and a vector network analyzer. Synthesis of UWB pulse (duration of 2.2ns) became possible due to minimization of antenna dispersion by compensation of amplitude and phase-frequency distortions introduced by the antenna into radiated and received pulse. The method had been developed for a down-looking antenna in a monostatic radar configuration. The antenna return loss was calculated using the model of two-port linear network with S-parameters. To calibrate the model, an original amplitude-phase method was proposed that requires measuring the antenna's return loss when the antenna is located only at several heights above the reflecting surface (metal sheet). In this case, the antenna return loss in an empty room does not need to be measured. The proposed method for synthesizing UWB pulses does not require changes in the design of the antenna and can be implemented as an additional software calibration of the antenna-feeder path. The proposed method of UWB pulses synthesizing can be implemented using miniature, low-cost vector network analyzers for environment remote sensing from unmanned aerial vehicle using the UWB impulses.

Смотреть статью,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics Federal Research Center, Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, KSC Siberian Branch, Russian Academy of Science, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Mikhaylov, M. I.; Михайлов, Михаил Иванович; Ruzicka, Z.; Ружичка, Зденек; Музалевский, Константин Викторович; IEEE International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences 2022(1-13 November 2022 ; Yekaterinburg, Russian Federation)
}
Найти похожие

19.

Muzalevskiy, K. V.
Optimum frequency range for remote sensing of soil moisture with various texture, density and organic matter content / K. Muzalevskiy, S. Fomin, A. Karavayskiy // 2022 IEEE International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences, SIBIRCON 2022 : IEEE, 2022. - P. 1130-1133, DOI 10.1109/SIBIRCON56155.2022.10017095. - Cited References: 28. - The investigation supported by the Russian Science Foundation and the Krasnoyarsk Regional Science Foundation, project №22-17-20042
Кл.слова (ненормированные):
Microwave remote sensing -- radiolocation -- unmanned aerial vehicle -- soil permittivity -- soil moisture
Аннотация: In this article, the frequency range, within which the dependence of reflectivity on soil moisture is invariant respect to changes in soils texture, dry bulk density and organic matter content, has been established. The analysis is based on dielectric measurements of 16 natural mineral nonsaline soils in the frequency range from 45-100 MHz to 2 GHz. The moisture of soils varied from air dry to the field capacity. The clay, silt and sand content in the soil samples are ranging from 0% to 76%, from 1% to 93%, and from 0 to 100%, respectively. The dry bulk density and organic matter content in soil samples are ranging from 0.7 g/cm3 to 1.8g/cm3, and from 0.6% to 69%, respectively. As a result, it is shown, that the variations in texture, dry bulk density, and organic matter content of soils have the least effect in the frequency range from 125 MHz to 820 MHz (with minimum at a frequency of 350 MHz) on the dispersion of the dependence of refractive index on volumetric moisture. As an example, the case of smooth bare soil surface remote sensing at a frequency of 435 MHz is considered. It is shown that for the entire set of soils, a single calibration curve for conversion of reflectivity to volumetric soil moisture is sufficient to retrieve soil moisture with a root-mean square error of 2.1% and a determination coefficient of 0.981. The established frequency range can be recommended for microwave remote sensing methods of soil moisture measurement, not depended on soils texture.

Смотреть статью,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics Federal Research Center, KSC Siberian Branch, Russian Academy of Science, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Fomin, S. V.; Фомин, Сергей Викторович; Karavayskiy, A. Yu.; Каравайский, Андрей Юрьевич; Музалевский, Константин Викторович; IEEE International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences 2022(1-13 November 2022 ; Yekaterinburg, Russian Federation)
}
Найти похожие

20.

Fomin, S. V.
A dielectric model for frozen mineral soils at a frequency of 435 MHz / S. Fomin, K. Muzalevskiy // Remote Sens. Lett. - 2021. - Vol. 12, Is. 9. - P. 944-950, DOI 10.1080/2150704X.2021.1947537. - Cited References: 16. - This work was supported by the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation [project No. 0287-2021-0034] . - ISSN 2150-704X
Кл.слова (ненормированные):
Mean square error -- Mixer circuits -- Permittivity -- Remote sensing -- Soil moisture -- Soil surveys -- Coefficient of determination -- Complex relative permittivity -- Dielectric measurements -- Practical engineering -- Retrieval algorithms -- Root mean square errors -- Spectroscopic models -- Volumetric soil moistures -- Frozen soils
Аннотация: A single frequency refractive mixing dielectric model at 435 MHz for frozen mineral soils is proposed. The model was created based on the laboratory dielectric measurements of three soil samples in the ranges of soil moisture from 0.01cm3 cm−3 to 0.42cm3 cm−3, temperature from– 30°C to– 1°C, clay content (by weight) from 9.1% to 41.3%. Coefficient of determination R2 and root mean square error (RMSE) predicted by the model and measured values for real () and imaginary () part of the complex relative permittivity (CRP) are = 0.988 (= 0.323) and = 0.987 (= 0.100). Compared to well-known spectroscopic models, this model is simpler in practical engineering use. The input parameters of the model are the volumetric soil moisture, temperature and the content of the clay fraction. The output parameters are the real and imaginary parts of the CRP. The created model may be used to develop new remote sensing retrieval algorithms of temperature, the content of unfrozen water and ice in the root zone of frozen soils for northern regions.ε 'ε ''R2ε 'RMSEε 'R2ε ''RMSEε ''

Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Фомин, Сергей Викторович
}
Найти похожие