Развитие радиофизических методов и математических моделей исследования распространения в ионосфере сложных декаметровых сигналов и коррекции их дисперсионных искажений

• Автор: Иванов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 329 с. : ил.

1. Сложные радиосигналы и проблемы их применения в исследованиях дисперсных сред и широкополосных радиоканалов

1.1. Сложные широкополосные сигналы и их модели. Проблемы согласованного приема

1.2. Существующие подходы к описанию дисперсионных искажений при распространении широкополосных радиосигналов
1.3. Широкополосные радиоканалы и проблемы исследования их структурных характеристик
1.4. Минимизация дисперсионных искажений широкополосных радиосигналов. Проблема коррекции дисперсионных искажений в декаметровых радиоканалах
1.5. Применение широкополосных ЛЧМ сигналов в радиофизических методах зондирования ионосферы
2. Модели широкополосных трактов распространения сигналов в средах с частотной дисперсией
2.1. Описание механизмов распространения радиосигналов в средах на основе многомерных линейных систем
2.2. Дисперсионные характеристики трактов распространения и их полиномиальные модели

2.3. Импульсные характеристики дисперсных трактов распространения

2.4. Импульсные характеристики трактов в условиях

единичных стационарных точек дисперсионных характеристик
2.5. Импульсные характеристики трактов в условиях множественных стационарных точек дисперсионных характеристик
2.6. Импульсные характеристики многомерной системы. Условия одномерности системы
2.7. Выводы
3. Искажения сложных сигналов при распространении
в дисперсных средах
3.1. Распространение в дисперсных средах сложных сигналов с финитным спектром
3.2. Дисперсионные искажения обобщенного частотно модулированного сигнала. Оптимальная полоса сигнала
3.3. Энергетические потери из-за дисперсии при приеме различных сложных сигналов. Предельная полоса частот сигнала
3.4. Дисперсионные искажения сигналов с ППРЧ в условиях когерентного и некогерентного приема
3.5. Распространение в дисперсной среде сверхширокополосного ЛЧМ сигнала с учетом поэлементного сжатия его в частотной области
3.6. Искажения сложного сигнала на выходе многомерной системы с учетом сжатия во временной области
3.7. Выводы
4. Прямые задачи исследования дисперсионных и импульсных характеристик широкополосных

радиоканалов. Развитие методов коррекции дисперсионных искажений
4.1. Математические модели ионосферы, учитывающие регулярную и нерегулярную дисперсию. Методы синтеза дисперсионных и импульсных характеристик широкополосных радиоканалов
4.2. Теоретические исследования законов и параметров регулярной дисперсии
4.3. Теоретические исследования законов нерегулярной дисперсии
4.4. Численные исследования импульсных характеристик широкополосных дисперсных радиоканалов
4.5. Факторы, влияющие на результаты коррекции дисперсионных искажений. Время жизни скорректированного канала
4.6. Алгоритмы коррекции дисперсионных искажений и математические модели для исследования коррекции на основе данных J14M ионозонда
4.7. Выводы
5. Программно-аппаратные средства и новые оптимальные радиофизические методики для исследования эффектов амплитудно-фазовой дисперсии в широкополосных декаметровых радиоканалах
5.1. Краткое описание мобильного ЛЧМ ионозонда МарГТУ и методик первичной обработки ионограмм
5.2. Информационно-аналитическая система для исследования дисперсности широкополосных декаметровых радиоканалов и коррекции дисперсионных искажений

синфазность (когерентность) спектральных составляющих сжатого сигнала. Поэтому для оценки возможности искажений важно соотношение между двумя масштабами: полосой пропускания канала, равной полосе частот широкополосного сигнала, и полосой когерентности канала, определяемой предельным значением набега нелинейной составляющей ФЧХ в дисперсной среде.
Заметим, что понятие полосы когерентности можно ввести и из рассмотрения коэффициента подобия сигнала [15]. Важно, что для траисионосферных линий формулы для оценки полосы когерентности, введенные на основе рассмотренных подходов, оказываются близкими [15,85], а выбором предельного значения для коэффициента подобия их вообще можно уравнять.
Формула (1.14) указывает на важное значение проблемы теоретического и экспериментального исследования импульсных характеристик ионосферных радиоканалов. Ее исследование требует, в свою очередь, решения ряда задач. Первая из них относится к созданию оптимальных радиофизических методик измерений ключевых характеристик таких систем. Вторая к теоретическому и экспериментальному их исследованию.
Как отмечалось выше, в отличие от многих других сред ионосферная линия связи кроме дисперсности для ВЧ радиоволн обладает многолучевостью, когда в точку приема одновременно приходят сигналы, распространяющиеся по разным траекториям. Поэтому эквивалентная система, адекватно описывающая эффекты распространения, в общем случае должна быть многомерной. Причем размерность системы, как показано в диссертации, зависит как от полосы пропускания канала, так и от условий распространения. Например, при малой полосе канала импульсные характеристики для парциальных лучей не разрешаются по задержке и суммарная импульсная характеристика испытывает искажения, связанные с интерференцией (уширение из-за разницы в запаздывании по лучам, дружные или селективные замирания), которые изучались экспериментально