Исследование методов оперативного прогнозирования характеристик СВЧ радиоволн над сушей

• Автор: Новиков, Анатолий Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР СИСТЕМ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СВЧ РАДИОВОЛН
1Л Современные системы прогнозирования
1.2 Обзор существующих численных методов
1.3 Стандартное и широкоугольное параболические уравнения
1.4 Особенности методов решения параболического уравнения в частотной области
1.5 Особенности методов решения параболического уравнения в пространственной области
1.6 Погрешности при использовании метода расщепления
1.7 Задачи исследований
2 ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ ПРИ РЕШЕНИИ ДВУМЕРНОГО ПАРАБОЛИЧЕСКОГО УРАВНЕНИЯ НАД НЕРОВНОЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
2.1 Метод пошагового преобразования системы координат
2.2 Метод конформного отображения
2.3 Результаты сравнительного численного расчёта поля методами пошагового преобразования координат и конформного отображения
2.4 Сравнение влияния неоднородностей подстилающей поверхности и тропосферы на характеристики поля
2.5 Частичная оптимизация формы и параметров дискретного поглощающего слоя
2.6 Дискретное прозрачное граничное условие в пространственной области (схема Кранка-Николсон)
2.7 Дискретное прозрачное граничное условие в спектральной области (метод преобразования Фурье)
3 РАЗРАБОТКА МАКЕТА СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАДИОСИГНАЛОВ
3.1 Схема Кранка-Николсон и метод преобразования Фурье
3.2 Средства сбора данных о состоянии нижнего слоя тропосферы вблизи трассы распространения и о земной поверхности
3.3 Программный комплекс для расчёта основных характеристик электромагнитного поля
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1 Одновременные измерения метеопараметров тропосферы
(2 ... 120 м) и множителя ослабления
4.2 Измерения матричных импульсных характеристик канала распространения радиоволн
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А МОДЕЛЬ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО ПОЛЯ ИНДЕКСА ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ ТРОПОСФЕРЫ ТОЛЩИНОЙ 200 М
ПРИЛОЖЕНИЕ В АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ОДНОРОДНОГО ПАРАБОЛИЧЕСКОГО УРАВНЕНИЯ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ИСТОЧНИКОВ ПОЛЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ С РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ К
ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ «Р¥Е64»
ЛИТЕРАТУРА

о - проводимость подстилающей поверхности, Сим/м.
Реализация условия (2.8) в конечных разностях при решении ПУ по схеме К-Н не представляет особого труда [9]
<к+1> (-1 + *8Дг -1/2) + т<*+1> = у*к> (1 - -1/2#) - V?*, (2.9)
где g = 1Ах/4кАг2 - мнимый коэффициент разностной схемы, а индекс к в угловых скобках - это номер шага по дальности х.
Из уравнения (2.9) следует характер связи между двумя значениями поля на границе на (к + 1)-м шаге по дальности. Значения поля на границе на предыдущем, к-м шаге, считаются известными (это следует из пошаговой методики решения ПУ).
Рассмотренный метод годится для поверхностей, заданных таким числом точек, что максимальная крутизна, вычисляемая исходя из линейно-ломанного представления, не превышает максимального угла ПУ (10-15 градусов).
Достоинство этого метода одно - возможность учёта неровностей подстилающей поверхности малозатратным способом (два умножения вектора на комплексную экспоненту), т.к. ПУ сохраняет свою структуру, а граничные условия не изменяются.
Альтернативой методу пошагового преобразования системы координат является метод конформного отображения, который органично подходит для гладких поверхностей.
2.2 Метод конформного отображения
Основной материал данного раздела изложен автором данной диссертации в
[6].
Здесь пойдёт речь о методе учёта неровностей подстилающей поверхности, который связан с понятием конформного отображения. Постановка задачи - та же, что и в предыдущем пункте. Различие заключается только в выборе преобразования системы координат.
В разд. 2.1 предполагалась линейно-ломаная аппроксимация поверхности. Здесь же необходимо подобрать такое её функциональное отображение, чтобы оно было конформным и справедливым для произвольно заданных точек поверхности