Численное моделирование характеристик декаметровых радиосигналов в рамках метода нормальных волн

• Автор: Ойнац, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕШЕНИЙ РАДИАЛЬНОЙ ГРАНИЧНОЙ

ЗАДАЧИ В РАМКАХ МЕТОДА НОРМАЛЬНЫХ ВОЛН

§1.1. Общая постановка задачи в случае распространения волн в

слоисто-неоднородных средах

§ 1.2. Общая схема метода нормальных волн и постановка

радиальной задачи

§ 1.3. Способы представления решений радиальной задачи

§ 1.4. Методика численного расчета функции отражения

§1.5. Приближенное аналитическое выражение для

функции отражения
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДКМ
СИГНАЛОВ ПРИ НЗ И ВНЗ ИОНОСФЕРЫ
§2.1. Методика расчета характеристик падающего на земную
поверхность ДКМ поля с учетом возбуждения ионосферного
волнового канала
2.1.1. Схема расчета характеристик стандартных мод распространения при НЗ ионосферы
2.1.2. Схема расчета траекторных характеристик распространения комбинированных мод
§ 2.2. Методика расчета характеристик сигналов ВНЗ с учетом неоднородной ионосферы, подстилающей поверхности и различных типов антенн
2.2.1. Выражение для скалярного потенциала с учетом неровной
рассеивающей поверхности в рамках метода нормальных волн
2.2.2. Методика моделирования характеристик сигналов ВНЗ с учетом-многослойной неоднородной ионосферы и различных типов антенн
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДКМ
СИГНАЛОВ ПРИ НЗ И ВНЗ ИОНОСФЕРЫ
§ З Л. Модель ионосферы
3 Л Л. Обзор моделей ионосферы
ЗЛ .2. Международная справочная модель ионосферы IRI-2001
З Л .3. Сравнение данных иркутского цифрового ионозонда DPS-4 с
прогнозом IRI-2001 в 2003-2006 годах
З Л .4. Моделирование глобального электронного содержания (ГЭС) на
основе IRI-2001. Сравнение с картами GIM
ЗЛ.5. Влияние 27-дневных вариаций солнечной активности на общую вариабельность критической частоты и ПЭС день ото дня в Иркутске
§ 3.2. Модель подстилающей поверхности
§3.3. Численное моделирование характеристик сигналов НЗ
ионосферы
§ 3.4. Численное моделирование характеристик сигналов ВНЗ
ионосферы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Декаметровый (ДКМ) диапазон радиоволн издавна использовался для исследования ионосферы и обеспечения радиосвязи на большие расстояния. Применение цифровых методов формирования и обработки сигналов на основе современной элементной базы дало< новый импульс развитию радиотехнических систем ДКМ диапазона, как для научных исследований, так в прикладных целях. Однако при использовании аппаратуры ДКМ диапазона для решения научных задач и в практике радиосвязи большое значение имеет разработка эффективных вычислительных алгоритмов и схем расчета характеристик распространения радиосигналов.
Наибольшее распространение в силу своей простоты и наглядности получили методы расчета характеристик ДКМ радиосигналов.развитые в 70-х годах прошлого века- на- основе приближения геометрической оптики. В рамках этих методов можно проводить траекторный синтез распределения поля по пространству и оценивать его амплитуду [1]. Для более полного описания процесса распространения радиоволн с учетом дифракционных эффектов вблизи каустик, в неоднородных средах и средах с крупномасштабными случайными неоднородностями позднее были развиты численный канонический, метод [2] на основе оператора Маслова, метод параболического уравнения [3] и метод интерференционного интеграла [4]. Для анализа распространения радиосигналов в. диспергирующих средах был развит метод пространственно-временной геометрической теории дифракции, основанный на асимптотическом решении нестационарных волновых уравнений [5].
В’ 80-е годы прошлого века существенное развитие также получил метод нормальных волн, использовавшийся до этого в подводной акустике и диапазоне сверхдлинных радиоволн и основанный на разложении поля по собственным функциям радиальной (поперечной) задачи в волноводе Земля-

Рис. 6. Реальная, мнимая части и модуль коэффициента Ь(х) в окрестности левой точки поворота

Рис. 7. Полуширина Ь(х) по уровню 0.2 от локального максимума в зависимости от частоты при разных значениях эффективной частоты соударений