Исследование эффектов и определение параметров тонкой структуры ионосферы при наклонном распространении коротких радиоволн

• Автор: Жженых, Анатолий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

1. ЧИСЛЕННО-АСИМПТОТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА
СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОРОТКИХ РАДИОВОЛН ПРИ НАКЛОННОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ В СЛУЧАЙНОНЕОДНОРОДНОЙ ИОНОСФЕРЕ СО СЛОЖНОЙ ФОРМОЙ РЕГУЛЯРНОГО ПРОФИЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
1.1. Математический аппарат геометрической оптики в задачах ионосферного распространения коротких радиоволн
1.2. Применение приближенных методов для определения траекторных и энергетических характеристик коротких радиоволн в присутствии случайных неоднородностей диэлектрической проницаемости
1.3. Сопряжение численных и асимптотических методов для расчета статистических характеристик радиоволн
1.4. Резюме
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИОНОСФЕРНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
НА СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИОВОЛН
2.1. Флуктуации радиоволн на наклонной трассе в присутствии
неоднородностей, равномерно распределенных во всей толще ионосферы
2.1.1. Зависимость статистических характеристик радиоволн от
интенсивности неоднородностей
2.1.2. Влияние вытянутости неоднородностей на статистические
характеристики радиоволн
2.1.3. Эффекты пространственной ориентации случайных неоднородностей при наклонном распространении радиоволн
2.1.4. Зависимость статистических характеристик радиоволн от
положения наблюдателя в зоне света

2.2. Проявления облачной структуры неоднородностей электронной концентрации в статистических характеристиках радиоволн
2.3. Влияние положения облака неоднородностей на траектории на рассеяние радиоволн
2.4. Возможности аномального распространения радиоволн под влиянием случайных неоднородностей ионосферы
2.4.1. Засветка зоны тени верхними лучами на трассах, близких к предельным
2.4.2. Устойчивый прием УКВ с отражением от Еэ и учетом его тонкой структуры
2.5. Резюме
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНЫХ ИОНОСФЕРНЫХ
НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ПО СТАТИСТИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
РАДИОВОЛН ПРИ НАКЛОННОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ
3.1. Определение удельной интенсивности неоднородностей ионосферы
по статистическим характеристикам принимаемого радиосигнала
3.2. Определение эффективных параметров тонкой структуры ионосферы по статистическим характеристикам принимаемого радиосигнала
3.3. Восстановление параметров корреляционного эллипсоида ионосферных неоднородностей, вытянутых вдоль силовых линий магнитного поля Земли
3.4. Резюме
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Ионосфера Земли на фоне крупномасштабной регулярной неоднородности в форме слоев ионизации И, Е, Н, Р2 [1,2] обладает случайно изменчивой тонкой структурой с масштабами метры-десятки километров [3,4], которая приводит при распространении радиоволн к флуктуациям параметров радиосигнала и искажениям пространственно-временной структуры волнового поля [5-7]. Особенно сильное влияние случайные неоднородности ионосферы оказывают на распространении радиоволн коротковолнового (КВ) и ультракоротковолнового (УКВ) диапазонов [8,9]. Развитие КВ средств связи, а также сложных КВ комплексов диагностики ионосферы, требует разработки методов учета влияния случайных ионосферных неоднородностей на характеристики радиосигнала в целях оптимизации работы и повышения точностных возможностей этих устройств. С другой стороны, изменения параметров радиоволн, вызванные случайными неоднородностями, могут быть использованы при диагностике тонкой неоднородной структуры ионосферы.
Учет случайных неоднородностей ионосферы при распространении радиоволн является достаточно сложной задачей. Ввиду невозможности определения точного решения волнового уравнения со случайной функцией диэлектрической проницаемости, сейчас, в основном, применяются приближенные методы описания распространения радиоволн в случайно-неоднородной среде, которые имеют свои достоинства и недостатки. Численные методы имитационного моделирования [10-12] обладают достаточной универсальностью, но при этом требуют больших вычислительных ресурсов и не всегда дают возможность сделать предварительную оценку предполагаемых результатов. Асимптотические методы (методы возмущений [13], борновское приближение [14], метод интерференционного интеграла [15-17], метод параболического уравнения [18], методы Маслова [19] и Кирхгофа [20], метод фазового экрана [21-25] и др.) позволяют получить интегральные выражения для различных характеристик радиоволн с учетом случайных неоднородностей среды распространения, но при этом имеют ограничения применимости и могут быть сведены к аналитическому

Рис. 1.2. К преобразованию геоцентрической системы координат и системы координат, связанной с неоднородностями, в систему координат, связанную с
трассой.