Информационно-измерительная система контроля интенсивности потока импульсов атмосферных радиопомех

• Автор: Подлесных, Дмитрий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ГРОЗОВЫЕ РАДИОИМПУЛЬСЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЭЛЕКТРО- И РАДИОСИСТЕМЫ
1.1 Свойства импульсов атмосферных радиопомех и их источники
1.2 Задачи исследования
2 ОБОСНОВАНИЕ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОТОКА ИМПУЛЬСОВ АТМОСФЕРНЫХ РАДИОПОМЕХ
2.1 Принципы построения информационно-измерительной системы
2.2 Распределение среднего числа выбросов напряжения огибающей нормального шума
2.3 Расчет числовых характеристик огибающей поля атмосферных радиопомех
2.4 Оценка достоверности показаний селективных пороговых каналов
анализатора информационно-измерительной системы
ВЫВОДЫ
3 ВЫБОР МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПИСАНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АТМОСФЕРНЫХ РАДИОПОМЕХ
3.1 Обзор существующих моделей атмосферных радиопомех
3.2 Модель Молчанова
3.3 Модель Накаи

3.4 Обобщенная 1 - модель
3.5 Модель Джордано
3.6 Модель Ремизова
3.7 Обобщающая эмпирическая модель
ВЫВОДЫ
4 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОТОКА ГРОЗОВЫХ РАДИОИМПУЛЬСОВ

4.1 Исследование возможности описания распределения среднего числа выбросов огибающей поля атмосферных радиопомех через распределение вероятностей
4.2 Определение аналитической зависимости между распределениями вероятностей и числа выбросов поля атмосферных радиопомех
4.3 Определение положения максимума распределения среднего числа выбросов, огибающей поля атмосферных радиопомех
4.4 Сравнение распределений вероятности и среднего числа выбросов огибающей нормального шума
4.5 Расчет распределения среднего числа выбросов огибающей поля атмосферных радиопомех
4.6 Пересчет из полосы в полосу распределения вероятности амплитуд огибающей нормального шума
4.7 Пересчет из полосы в полосу распределения среднего числа
выбросов огибающей поля атмосферных радиопомех
ВЫВОДЫ
5 СРАВНЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ИЗМЕРЕННОГО И ПРОГНОЗИРУЕМОГО ПОТОКОВ ГРОЗОВЫХ РАДИОИМПУЛЬСОВ
5.1 О возможности определения потока выбросов атмосферных радиопомех
с помощью отчета МККР №322
5.2 Метод преобразования графического семейства распределений вероятности отчета МККР №322 в аналитическое
5.3 Алгоритм определения потока грозовых радиоимпульсов по данным
отчета МККР№322
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
Внедрение результатов диссертационной работы
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В настоящее время остается нерешенной проблема воздействия грозовых разрядов на системы связи и электроэнергетики. Возникающие в результате грозовых разрядов электромагнитные импульсы могут вызывать искажения в электрических сетях, ошибочные переключения при передаче сигнала при импульсно-кодовой модуляции и в микропроцессорных системах управления. Кроме того, близкий удар молнии может привести к разрушению оборудования. Для защиты от такого рода воздействий необходимо правильно оценить возможные нарушения, для чего требуется знание мощности и количества приходящих грозовых импульсов. Однако для этого обычно используются данные, опирающиеся на среднегодовое количество ударов молний в рассматриваемой местности, что не позволяет учитывать постоянно меняющуюся грозовую активность. Кроме того, следует указать, что в литературе отсутствуют обширные сведения об интенсивности потока выбросов в ОНЧ диапазоне (очень низкочастотном - от 3 до 30 кГц), где интенсивность помех наибольшая, которые крайне важны для оценки помехоустойчивости систем специального назначения. Поэтому задача разработки и создания, информационно-измерительной системы, обеспечивающей оперативный контроль количества и амплитуды приходящих грозовых радиоимпульсов в большом динамическом диапазоне, является крайне актуальной и требует глубоких экспериментальных и теоретических исследований.
Целью работы является разработка информационно-измерительной системы контроля интенсивности потока грозовых радиоимпульсов для повышения эффективности прогнозирования и оценки влияния грозовых разрядов на электро-и радиоустройства.
Идея работы состоит в использовании и развитии математических методов для описания узкополосного случайного процесса - атмосферного радиошума на основе анализа распределений вероятностей и среднего числа выбросов огибающей напряженности поля, измеренных одновременно и в большом
%Л%1

(3.2)
где Е1 - напряженность электрической компоненты поля на расстоянии Бч от источника разряда;
— распределение вероятностей пиковых значений атмосферного поля радиопомех для отдельных источников на заданном расстоянии описывается логарифмически нормальным законом. Для вышеперечисленных условий Махот-киным было получено описанное выше выражение (3.1), причем коэффициент к формулы (3.2) пропорционален параметру р из формулы (3.1).
Хотя Махоткиным не было предложено аналитической формулы для описания среднего числа выбросов амплитуд, но проведенные им теоретические исследования были использованы многими авторами для построения своих моделей, в том числе содержащих распределение среднего числа выбросов. Далее мы рассмотрим наиболее известные из тех моделей, в которых дается расчет как функции интегрального распределения вероятностей огибающей, так и распределения среднего числа выбросов.
В моделях [30, 102] авторы связывают амплитудное распределение импульсов на входе с интегральным распределением вероятностей огибающей на выходе узкополосного приемника. В связи с тем, что решения, описанные в [30, 102, 103] отличаются друг от друга и имеют определенный практический и научный интерес, рассмотрим их более подробно с целью оценить их преимущества и недостатки путем сопоставления теоретических результатов с экспериментом.
3.2. Модель Молчанова
Данный вариант расчета амплитудного распределения огибающей атмосферного шума на выходе узкополосной системы по амплитудному распределе-