Руководитель Кутуза Борис Георгиевич гл. науч. сотр., д.ф.-м.н., профессор эл. почта: kutuza@cplire.ru

Микроволновое дистанционное зондирование средствами активной и пассивной радиолокации в последние десятилетия получило сильное развитие и в настоящее время является одним из основных источников получения с борта аэрокосмических носителей информации в глобальном масштабе о состоянии окружающей среды. Возможности микроволновых методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) далеко не исчерпаны и требуют новых направлений исследования для их дальнейшего развития. К числу таких направлений могут быть отнесены расширение частотного диапазона зондирования, подповерхностная радиолокация, улучшение пространственного разрешения СВЧ радиометров, развитие моделей радиоизлучения системы «атмосфера-подстилающая поверхность» с целью повышения точности определения геофизических параметров.
Необходимым шагом в развитии спутниковых технологий СВЧ радиометрии Земли является разработка аппаратуры и методик для совместного измерения в видимом, инфракрасном и СВЧ диапазонах. Учет данных зондирования, полученных в видимом и ИК-диапазонах, в применяемых СВЧ-алгоритмах позволит более обоснованно подходить к выбору расчетной модели системы «атмосфера-подстилающая поверхность».
Актуальным является развитие алгоритмов и новых методов цифровой обработки сигналов в радиоприемных и радиолокационных устройствах, которые направлены на улучшение основных метрических характеристик приборов. В процессе формирования и передачи данных дистанционного зондирования возникают шумы, вызванные несовершенством используемой аппаратуры, в связи с чем актуальна задача разработки математических методов подавления шумов.
Решение рассматриваемых в проекте задач позволит значительно улучшить качество данных ДЗЗ, необходимых для многих отраслей народного хозяйства.

• СВЧ-радиометрическое зондирование атмосферы и системы «атмосфера – подстилающая поверхность»

  Руководитель направления Данилычев Михаил Васильевич ст. науч. сотр., к.ф.-м.н. эл. почта: dan496@ya.ru

  
  

   
  Данное направление включает:
  - изучение возможности создания новых перспективных средств СВЧ-радиометрического зондирования наземного, самолетного и космического базирования, имеющих повышенное пространственное и температурное разрешения в широком диапазоне длин волн;
  - развитие радиационно-геофизических моделей системы «атмосфера – подстилающая поверхность» и методов решения обратных задач;
  - проведение наземных экспериментальных исследований спектра радиоизлучения атмосферы;
  - обработку имеющихся спутниковых СВЧ-радиометрических данных;
  - разработку методов восстановления параметров атмосферы, в том числе полной массы водяного пара и водозапаса облаков;
  - анализ возможностей совместного использования данных в СВЧ, ИК и видимом диапазонах.
  

• Радиолокационное зондирование земных покровов

  Руководитель направления Калинкевич Анатолий Анатольевич ст. науч. сотр., к.ф.-м.н. эл. почта: kalinkevich@cplire.ru

  
  

   
  Данное направление включает:
  - оценку эффективности поверхностного и подповерхностного радиозондирования земных покровов с борта авиакосмических носителей с использованием длинных дециметровых волн, включая радиолокацию в P-диапазоне;
  - изучение возможностей применения 2-х частотного РСА P и S/L-диапазонов для зондирования морской поверхности и земных покровов;
  - рассмотрение возможностей применения бистатической радиолокации, основанной на использовании широкополосных сигналов, для изучения отражательных характеристик земных поверхностей;
  - исследования распространения радиоволн дециметрового и метрового диапазона в ионосфере;
  - оценку деструктивного влияния ионосферы на работу радиолокатора с синтезированной апертурой P-диапазона;
  - исследования особенностей радиолокационных изображений леса в различных частотных диапазонах.
  

• Цифровая обработка сигналов на основе атомарных и WA-систем функций в задачах микроволнового дистанционного зондирования

  Руководитель направления Кравченко Виктор Филиппович гл. науч. сотр., д.ф.-м.н., профессор, заслуженный деятель науки и техники эл. почта: kvf-ok@mail.ru

  
  

   
  Данное направление включает:
  - математическое моделирование физических процессов при цифровой обработке сигналов в радиоприемном устройстве;
  - синтез непрерывных и цифровых фильтров с конечной и бесконечной импульсными характеристиками с использованием весовых функций (окон) и атомарных функций, улучшающих пространственно-временную обработку сигналов в современных радиолокационных и радиометрических системах;
  - получение новых алгоритмов для обработки пространственно-временных сигналов и повышения качества радиолокационных изображений на основе атомарных функций и WA-систем функций;
  - цифровую обработку сигналов в антеннах с синтезированной апертурой для улучшения следующих основных физических параметров: разрешающая способность, максимальный уровень боковых лепестков, коэффициент усиления.
  

• Создание радиолокатора с синтезированной апертурой (РСА) P-диапазона для поверхностного и подповерхностного зондирования земных покровов
  Участие в космическом эксперименте на Международной космической станции (МКС) «Отработка методов дистанционного зондирования земной поверхности в Р-диапазоне при помощи поляриметрической радиолокационной станции бокового обзора с синтезированной апертурой» (ОКР, шифр – «МКС-РСА(Р)»), руководитель работы д.ф.-м.н., профессор Кутуза Б.Г. Основанием для выполнения ОКР являлся договор № 13 от 30.04.2013 между ОАО «РКК «Энергия» и ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН.
  Головным исполнителем работ по космическому эксперименту «МКС-РСА(Р)» на Международной космической станции (МКС) был АО «Концерн радиостроения «ВЕГА», а организацией-постановщиком эксперимента являлся ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН.
  В рамках космического проекта «МКС-РСА(Р)» было разработано научно-техническое обоснование необходимости и возможности создания космического РСА Р-диапазона. Были определены основные технические характеристики отдельных структурных блоков и РСА в целом, выполнен сравнительный анализ характеристик создаваемого РСА Р-диапазона с аналогом, разрабатываемым Европейским космическим агентством, показана сложность создания РСА на базе АФАР и рассмотрен вариант его построения на основе гибридной зеркальной антенны, определены состав и технические характеристики системы сбора и обработки информации.
  Проведен анализ влияния ионосферы на работу космического РСА Р-диапазона, показывающий необходимость создания специализированного наземного полигона, оборудованного трехгранными уголковыми отражателями, транспондером и аппаратно-программным комплексом обработки информации. Представлены предложения по составу необходимой для наземного полигона аппаратуры и её техническим характеристикам. Предлагаемое оснащение наземного полигона уголковыми отражателями и модифицированным транспондером должно позволить экспериментально измерить искажение огибающей сигнала от РСА при прохождении его через ионосферу
  на трассе МКС – поверхность Земли, а также сигнала при прохождении от транспондера до МКС. Работы по проекту «МКС-РСА(Р)» закончены в апреле 2022 согласно письму ЦНИИМАШ от 21.04.2022 с предложением об использовании имеющегося научно-технического задела при подготовки новых космических проектов.
  В настоящее время в РКК «Энергия» в стадии активной подготовки находится проект «РОС-РСА(Р/S)» по созданию поляриметрической радиолокационной станции бокового обзора с синтезированной апертурой Р-диапазона c применением дополнительного канала S-диапазона для орбитальной станции «РОС». Одним из самых серьезных преимуществ РОС как космической платформы для размещения РСА является большой наклон плоскости орбиты 96,80, благодаря чему существенно увеличиваются возможности картирования территорий России. Лабораторией подготовлены научно-техническое обоснование и пояснительная записка к эскизному проекту.
  

  Публикации:
  

  • Kryukovsky A.S., Bova Y.I., Rastyagaev D.V., Kutuza B.G. Effects of Ionospheric Inhomogeneities on Remote Sensing of the Earth by Space-borne P-band SAR. // Radio Science. - 2022. - Т. 57. - № 6. - P. e2021RS007341
  • Kalinkevich A.A., Kutuza B.G., Manakov V.Yu., Egorov D.P., Plyushchev V.A. Preliminary analysis of experimental cross-polarization images from polarimetric aircraft synthetic aperture radar of P-band. // Journal of Physics: Conf. Ser. 1991 (MPRSRWPD). - 2021. - P. 012019
  • Bova Y., Kryukovsky A., Kutuza B., Stasevich V. The Influence of Ionospheric Inhomogeneities on Remote Sensing of the Earth from Space. // Proceedings of the European Conference on Synthetic Aperture Radar, EUSAR. 13. - 2021. - P. 902-907.
  • Kutuza B.G., Bova Yu.I., Kryukovsky A.S., Stasevich V.I. Features of the Influence of the Earth's Ionosphere on the P-band Propagation. // Proceedings of the European Conference on Synthetic Aperture Radar, EUSAR. 2018. С. 806-809.

• Спутниковый СВЧ-радиометрический метод исследований быстроразвивающихся атмосферных процессов

  Проанализированы новые возможности спутниковых СВЧ-радиометрических исследований атмосферы, связанные с дополнением традиционной сканирующей схемы измерений многолучевыми приемными комплексами. Показано, что такого рода комплексная реализация измерений перспективна, в частности, при детальном исследовании динамики быстроразвивающихся атмосферных процессов, характерных высокими радиояркостными контрастами, за счет обеспечения более высокого пространственного разрешения. Важным примером подобных процессов являются так называемые атмосферные реки. Динамический анализ массивов СВЧ-радиометрических измерений позволяет выявить характеристики нитевидной структуры глобальной атмосферной циркуляции скрытого тепла: автоматически детектировать оси атмосферных рек и рассчитать реализующиеся в них (экстремальные) мощности потоков меридионального переноса скрытого тепла (совместно с лаб. 301 ФИРЭ).

  а)

  б)

  Рис. 1. Адвекция скрытого тепла в атмосферной реке: а) атмосферная река в поле интегрального влагосодержания (ИВС) над Северной Атлантикой 21.10.2016, цветовая шкала значений – справа; слева и внизу – географические координаты области; б) график удельной мощности адвективного потока скрытого тепла (в Петаваттах на географический градус долготы) через границу 45° с.ш., как функции долготы, наложенный на соответствующий фрагмент поля ИВС (отмечен черной рамкой на рисунке 1а).

  Публикации:
  

  • Данилычев М.В., Ермаков Д.М., Кутуза Б.Г., Саворский В.П. Многолучевые системы в составе бортового СВЧ-радиометрического комплекса. // Физические основы приборостроения. - 2018. - Т. 7. - № 1 (27). - С. 37-45
  • Ермаков Д.М. Глобальная циркуляция скрытого тепла в атмосфере Земли по данным спутникового радиотепловидения // Исследование Земли из космоса. - 2018. - №3. - C. 3-28
  • Ermakov D.M. Investigation of the Features of Long-term Global Atmospheric Circulation via Satellite Radiothermovision // 2017 Progress in Electromagnetics Research Symposium - Spring (PIERS) - 2017 - P. 413-418

• Пространственно-временная изменчивость нисходящего излучения атмосферы по результатам спектральных измерений в К-диапазоне

  С помощью уникального СВЧ радиометра-спектрометра, разработанного в СКБ ИРЭ РАН, проведен 4-х летний цикл измерений нисходящего радиоизлучения атмосферы с наземного пункта, расположенного в г. Фрязино Московской области. Полученные данные позволили проследить сезонную изменчивость спектра яркостной температуры атмосферы в частотном диапазоне 18-27,2 ГГц. Результаты измерений в безоблачную погоду находятся в хорошем соответствии с данными радиозондов и показывают близкую к линейной зависимость яркостной температуры от полной массы водяного пара. При этом частотный спектр временных флуктуаций радиоизлучения соответствует спектру коэффициента поглощения водяного пара в нижней тропосфере. Показана возможность исследования тонкой структуры облаков (в отличии от спутниковых измерений). Были выявлены характерные особенности радиоизлучения сплошной (слоистой) и разрывной (кучевой) облачности при различных погодных условиях.

  а)     б) Рис. 2. Влияние облачности на спектр яркостной температуры: а) Cu hum – сеанс от 26 апреля 2021 г., 11:05 MSK; б) Слоисто-дождевая облачность – сеанс от 02 июля 2021 г., 06:59 MSK

  Публикации:
  

  • Egorov D.P., Kutuza B.G. Atmospheric Brightness Temperature Fluctuations in the Resonance Absorption Band of Water Vapor 18–27.2 GHz // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing - 2021. - V. 59. - No. 5. - P. 605–617.
  • Egorov D.P., Kutuza B.G. The Influence of Water Vapor and Cumulus Clouds on the Brightness-Temperature Fluctuations in the Downwelling K-band Radiation of the Atmosphere // Radiophysics and Quantum Electronics. - Vol. 64. - N 8-9. - P. 641-649
  • Аквилонова А.Б., Егоров Д.П., Кутуза Б.Г., Смирнов М.Т. Изучение характеристик облачной атмосферы по результатам измерений спектров ее нисходящего СВЧ-излучения в области резонансного поглощения водяного пара 18,0-27,2 ГГц // Метеорология и гидрология. - 2022. - N 12. - С.66-77

• Влияние ионосферных неоднородностей на дистанционное зондирование Земли из космоса

  Исследованы особенности влияния ионосферы на распространение радиоволн дециметрового диапазона с учетом кривизны среды распространения. Рассмотрены однослойная и двухслойная модели ионосферы, как с учетом, так и без учета крупномасштабных неоднородностей холодной ионосферной плазмы. Исследована зависимость скорости фазового перехода от высоты, зависимость полной электронной концентрации от горизонтального расстояния и группового времени. Исследована зависимость разности показателей преломления от высоты вдоль лучей, а также квадрата косинуса угла между волновым вектором и вектором напряженности магнитного поля Земли вдоль траекторий. Получены оценки угла фарадеевского вращения и фазовой девиации для различных моделей. Показано, что величина угла фарадеевского вращения существенно зависит от ориентации трассы относительно магнитного поля Земли. Исследовано влияние неоднородностей ионосферы на результаты дистанционного зондирования Земли из космоса.

  а)	б)
  в)	г)

  Рис. 3. Зависимость относительной скорости фазового перехода от высоты: а — экспоненциальная модель электронной концентрации; б— двухслойная модель; в — модель с локальной неоднородностью при повышенной концентрации электронов; г — модель с локальной неоднородностью с пониженной концентрацией электронов.

  Публикации:
  

  • Kryukovsky A.S., Bova Y.I., Kutuza B.G., Rastyagaev D.V. Effects of Ionospheric Inhomogeneities on Remote Sensing of the Earth by Space-Borne P-Band SAR // Radio Science. - 2022. - Vol. 57. - Issue 6.
  • Kryukovsky A.S., Kutuza B.G., Stasevich V.I., Rastyagaev D.V. Ionospheric Inhomogeneities and Their Influences on the Earth’s Remote Sensing from Space // Remote Sensing. - 2022. - V. 14(21). - P. 5469

• Влияние разрывной структуры облачности на СВЧ-радиометрическое зондирование атмосферы со спутника

  Пространственная разрешающая способность современных спутниковых СВЧ радиометров составляет 10-30 км, что существенно больше горизонтальных размеров кучевых облаков. Исследованы ошибки восстановления интегральных параметров влагосодержания и водосодержания атмосферы (полной массы водяного пара и водозапаса облаков) двухчастотным СВЧ-радиометрическим методом, возникающие из-за неучета пространственного распределения кучевых облаков в элементе разрешения антенны спутникового микроволнового радиометра и вызванные нелинейностью взаимосвязи уровня яркостной температуры с водностью внутри облака. Показано, что предположение о равномерном распределении жидкокапельной влаги по площади элемента разрешения в ходе решения обратной задачи приводит к систематическому занижению восстанавливаемой величины водозапаса и завышению полной массы водяного пара. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учета структуры и разрывности облаков при обработке и интерпретации спутниковых данных.

  

  Рис. 4. Яркостная температура уходящего в направлении зенитного угла 51˚ излучения системы «подстилающая поверхность – облачная атмосфера» с гладкой водной поверхностью при температуре 15℃ в качестве подстилающей, стандартными высотными профилями метеопараметров и кучевой облачностью типа «L2» (см. Plank V.G., 1969); частота излучения 36 ГГц; а) горизонтальная (H) поляризация, б) вертикальная (V) поляризация.

  Публикации:
  

  • Egorov D.P., Kutuza B.G., Ilyushin Y.A. Microwave Radiometric Sensing of Cumulus Cloudiness from Space // Radiophysics and Quantum Electronics. - Vol.64. - N 8-9. - P. 564-572
  • Egorov D.P., Ilyushin Ya.A., Koptsov Ya.V., Kutuza B.G. Simulation of Microwave Spatial Field of Atmospheric Brightness Temperature under Discontinuous Cumulus Cloudiness. // Journal of Physics: Conf. Ser. (JPCS) MPRSRWPD. - 2021. - P.012015
  • Egorov D.P., Ilyushin Ya.A., Kutuza B.G., Koptsov Ya.V. Cloud Liquid Content Retrieval Errors Related to the Flat-layered Cloudfield Model Usage. // Proceedings of 2021 PhotonIcs & Electromagnetics Research Symposium (PIERS). - 2021. - P. 1978-1984.

• Новая конструкция вейвлетов на основе свертки финитных функций с прямоугольным импульсом

  Впервые предложена новая конструкция вейвлетов на основе свертки прямоугольного импульса с финитной функцией. Построены вейвлеты на основе свертки прямоугольного импульса с B-сплайнами и некоторыми атомарными функциями. На основе непрерывных семейств атомарных функций получены непрерывные семейства ортогональных вейвлетов. Дано теоретическое обоснование конструкции, предложена эффективная схема вычисления значений вейвлетов. Найдены значения констант неопределенности. Установлено, что полученные вейвлеты близки по свойствам к вейвлетам Мейера и Кравченко, но превосходят их по качеству частотно-временной локализации. Новые семейства вейвлетов могут быть полезны для создания на их базе адаптивных алгоритмов обработки сигналов и изображений.

  

  Рис. 5. Значения констант неопределенности для вейвлетов, построенных на основе сверток h_a(ω) с прямоугольным импульсом (кривая n = 1), вейвлетов, построенных на основе сверток c h_a,n(ω) с прямоугольным импульсом (кривые n = 2, …, 6); вейвлетов Кравченко на основе сумм сдвигов h_a(ω) (темные точки) и c h_a,n(ω) (светлые кружочки).

  Публикации:
  

  • Kravchenko V.F., Konovalov Y.Y. New Design of Wavelets Based on the Convolution of Compactly Supported Functions with a Rectangular Pulse. // Journal of Communications Technology and Electronics. - 2022. - Vol 67. - P. 952-964.

• Подавление мультипликативных спекл-шумов в изображениях ДЗЗ

  Впервые обоснована и реализована процедура фильтрации изображений, искаженных мультипликативным шумом. Процедура включает следующие этапы: формирование сходных структур в трехмерном пространстве (3D), гомоморфное преобразование, фильтрация изображения в 3D-пространстве дискретного косинусного преобразования (DCT), формирование статистической оценки изображения на основе группирования схожих структур, обратное гомоморфное преобразование и заключительный этап обработки, где корректируются погрешности и восстанавливаются контуры и детали изображений. Дана физическая интерпретация процедуры фильтрации в условиях мультипликативных шумов и разработана структурная схема подавления шумов. Моделирование предложенного метода подтвердило преимущество новой процедуры фильтрации в терминах общепризнанных критериев: оценки структурного индекса схожести, пикового отношения сигнал/шум и индекса сохранения контуров.

  Рис. 6. Профильтрованные изображения и инвертированные ошибки: а – изображение SAR-05 (СКО = 0.08), обработанное новым фильтром DES‑SP‑MAP; б – изображение SAR-05 (СКО = 0.08), обработанное фильтром R. Wang; в – изображение SAR-06 (СКО = 0.1), обработанное новым фильтром DES-SP-MAP; г – изображение SAR-06 (СКО = 0.1), обработанное фильтром S. Chen. Следующие изображения в строках, а–г – это увеличенная часть из предыдущего и инвертированные ошибки.

  Публикации:
  

  • Kravchenko V.F., Ponomaryov V.I., Pustovoit V.I., and Aranda Bojorges G. Suppression of Multiplicative Noise in Images via Grouping of Similar Objects. // Doklady Mathematics. - 2021. - V.104. - №.1. - P.216-220.

• Метод синтеза фильтров низких частот с амплитудно-частотными характеристиками на основе атомарных функций для восстановления и обработки дискретных и непрерывных сигналов

  Предложен и теоретически обоснован метод, позволяющий выполнять синтез устойчивых фильтров с амплитудно-частотными характеристиками, аппроксимирующими атомарные функции. Построенные атомарные фильтры могут быть использованы как самостоятельно, так и в качестве прототипов цифровых фильтров с бесконечной импульсной характеристикой. Доказаны три теоремы, лежащие в основе нового метода приближения квадратов атомарных функций неотрицательными рациональными дробями. Эти дроби используются далее при синтезе фильтра с амплитудно-частотной характеристикой, являющейся приближением атомарной функции ha(x). Представлен пример восстановления сигнала с применением атомарного фильтра на основе функции ha(x) в качестве сглаживающего. Описан метод построения фильтров с амплитудно-частотными характеристиками, аппроксимирующими произвольные финитные неотрицательные функции с быстро сходящимся рядом Фурье.

  а)

  б)

  Рис. 7. Результат восстановления (пунктирная линия) дискретного сигнала (зеленая линия) с помощью а) БИХ-фильтра 30-го порядка на основе атомарной функции h_a(ω), б) БИХ-фильтра 30-го порядка на основе функции Баттерворта. Первые 15 отсчетов восстанавливаемого сигнала были отброшены.

  Публикации:
  

  • Budunova K.A., Kravchenko V.F. On a New Method for Approximation of Squares of Atomic Functions ha(x) by Nonnegative Rational Fractions. // Journal of Communications Technology and Electronics. - 2021. - Vol.66. - №11. - P.1252-1265.
  • Budunova K.A., Kravchenko V.F. Low-pass Filters on Atomic Functions ha(x) and Their Application in Digital to Analog Conversion. // Physical Bases of Instrumentation. 2021. Т.10. №1(39). С.26-35.

• Исследование принципа взаимности кросс-поляризационных изображений лесных массивов

  При рассмотрении использования радиолокационных изображений (РЛИ) в задачах ИПРЗ, получаемых на различных кросс поляризациях VH и HV (первые буквы соответствуют поляризации изучения зондируемого сигнала, вторые – поляризации принимаемого излучения), априорно предполагают, что отражения от земных подстилающих поверхностей РЛИ на VH и HV поляризациях взаимны, т.е. они тождественны. Концепция взаимности основывается на том, что отражение от лесных поверхностей соответствует линейному, изотропному, негиротропному процессу, а также отсутствию петлеобразных цепочек событий (переотражений). В исследованиях в качестве математической величины, характеризующей принцип взаимности, предложено использовать коэффициент взаимной корреляции отражения на VH и HV поляризациях. Исследования отражательных свойств лесного покрова в Р-диапазоне длин волн (λ ≈ 0.7 м) показали, что принцип взаимности нарушается. Коэффициент взаимной корреляции отражения на VH и HV зависит от типа и биомассы лесного покрова и может быть использован в качестве параметра, характеризующего лесной покров.

  

  Рис. 8. Влияние типа хвойного леса на результаты измерения коэффициента взаимности: а) зависимость коэффициента корреляции отражения на HV и VH для участка с изменяющим типом лесного покрова; б) фрагмент исследуемого радиолокационного изображения; в) характерный вид трех участков хвойного леса.

  Публикации:
  

  • Калинкевич А.А., Кутуза Б.Г., Манаков В.Ю., Егоров Д.П., Масюк В.М., Плющев В.А. К вопросу интерпретации радиолокационных изображений лесных массивов на поляризациях HV и VH. // Всероссийские открытые Армандовские чтения. - Муром, 2022. - С. 357-366.
  • Kalinkevich A.A., Kutuza B.G., Manakov V.Yu., Egorov D.P., Plyushchev V.A. Preliminary analysis of experimental cross-polarization images from polarimetric aircraft synthetic aperture radar of P-band. // Journal of Physics: Conf. Ser. 1991 (MPRSRWPD). - 2021. - P. 012019.

• Вклад радиоизлучения Солнца в излучение морской поверхности в L-диапазоне

  Задача построения модели рассеяния радиоволн на взволнованной поверхности моря является принципиальной (классической) задачей теории распространения. Проведено исследование возможности ее решения с необходимой для микроволновой радиометрии (высокой) точностью. Для этого были использованы полученные ранее в L-диапазоне экспериментальные данные по измерению вклада рассеянного на шероховатостях взволнованной поверхности моря радиоизлучения Солнца. Показано, что, ранее разработанные в ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН для диапазона 4-60 ГГц модели рассеяния демонстрируют хорошее соответствие экспериментальным данным и в более широком диапазоне 1-60 ГГц (длины волн от 0.6 до 30 см). Однако это относится только к области квазизеркального рассеяния (±20º от направления зеркального отражения). Вне ее остаются заметные расхождения между результатами расчетов и экспериментальными данными, которые не удается устранить даже введением диффузной компоненты, рассчитанной по методу ММВ. Была рассмотрена возможность расширения метода Кирхгофа, и в целом “двухмасштабной” модели, на интервал размеров шероховатостей, промежуточный по отношению к крупномасштабному и мелкомасштабному волнению. С этой целью было предложено использовать эвристический подход к описанию картины рассеяния, и была продемонстрирована принципиальная возможность (успешность) такого подхода. Было показано, что для успешной реализации предложенного подхода необходим значительно больший объем экспериментального материала, полученный по согласованной методике на радиочастотах, непрерывно используемых Службой Солнца в своем мониторинге солнечной активности.

  

  Рис. 9. Сравнение теоретически рассчитанных и экспериментальных данных по прохождению отраженного Солнца через диаграмму направленности приемной антенны (23.10.2009г., λ=21.1см, вертикальная поляризация).

  Публикации:
  

  • Данилычев М.В., Смирнов М.Т., Весник Б.Г., Кутуза Б.Г. Вклад радиоизлучения солнца в излучение морской поверхности в L-диапазоне. // Материалы 14-й Международной научно-технической конференции «Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации». - Москва, 2021. - С. 40-47.
  • Данилычев М.В., Кутуза Б.Г., Мошков А.В., Смирнов М.Т. Использование L-диапазона в спутниковой СВЧ-радиометрии морской поверхности. // Физические основы приборостроения. - 2018. - Т. 7. - № 1 (27). - С. 46-53.

• Разработка аппаратно-программного комплекса для диагностики и мониторинга физических форм крапивницы

  Выполнен сравнительный анализ существующих методик физической диагностики температурной крапивницы, прежде всего наиболее часто встречающейся – холодовой формы. Предложен и обоснован современный подход к количественной оценке аппаратными средствами интенсивности протекания холодовой и тепловой форм индуцированной крапивницы, оценки эффективности ее лечения, а также вероятности обострения. Разработана и реализована в виде лабораторных образцов концепция отечественного аппаратно-программного комплекса для диагностики температурной крапивницы и базового научно-методического обеспечения. Показана необходимость выполнения совместно со специалистами-аллергологами (ГКБ-52) ряда исследований и последующей доработки, на основе полученных результатов, программно-аппаратного комплекса, а также методики его использования для последующего широкого внедрения во врачебную практику. Дана предварительная оценка экономической целесообразности предлагаемой разработки (совместно с лаб. 191 ИРЭ).

  

  Рис. 10. Внешний вид основного варианта разработанного в ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН рабочего макета температурного профилографа TestPro для диагностики температурной (холодовой и тепловой форм) крапивницы.

  Публикации:
  

  • Danilycheva I.V., Katunina O.R., Shulzhenko A.E., Danilychev M.V. Machikhin A.S., Polschikova O.V., Shyrokov S.V. Differential diagnostics of chronic urticaria and urticarial vasculitis by hyperspectral imaging // Abstracts from the European Academy of Allergy and Clinical Immunology Congress, 01-05 June 2019, Lisbon, Portugal / Allergy (European Journal of Allergy and Clinical Immunology), Vol.74, Issue S106, p. 615, TP1155.
  • Данилычев М.В., Данилычева И.В., Катунина О.В., Ловчикова Е.Д., Мачихин А.С., Польщикова О.В., Широков С.В., Шульженко А.Е. Новые технологические подходы в дифференциальной диагностике хронической спонтанной крапивницы и уртикарного васкулита // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8. № 4 (34). С. 92-97.