Моделирование, диагностика и прогнозирование характеристик КВ сигналов на основе метода нормальных волн

• Автор: Куркин, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 308 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВОЛНОВОДНЫЙ ПОДХОД В ТЕОРИИ НАКЛОННОГО И ВОЗВРАТНО - НАКЛОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ИОНОСФЕРЫ
1.1. Наклонное и возвратно - наклонное зондирование ионосферы ЛЧМ сигналом
1.2. Передаточная функция КВ радиоканала при наклонном зондировании ионосферы
1.3. Пространственно-временное распределение поля импульсного
КВ сигнала в волноводе Земля-ионосфера
1.4. Передаточная функция КВ радиоканала при возвратно -наклонном зондировании ионосферы
ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ДОЛГОСРОЧНЫЙ ПРОГНОЗ ХАРАКТЕРИСТИК КВ СИГНАЛОВ
2.1.Моделирование характеристик КВ сигналов при наклонном
и возвратно-наклонном зондировании ионосферы
2.2. Программный комплекс долгосрочного прогнозирования характеристик КВ сигналов
2.3. Точностные характеристики программного комплекса долгосрочного прогнозирования характеристик КВ сигналов
ГЛАВА 3. ДИАГНОСТИКА И ОПЕРАТИВНЫЙ ПРОГНОЗ КВ РАДИОКАНАЛА
3.1 Диагностика КВ радиоканала по данным наклонного и
возвратно - наклонного ЛЧМ зондирования ионосферы
3.2. Оперативный прогноз характеристик КВ сигналов по
данным наклонного ЛЧМ зондирования ионосферы

3.3. Анализ ионосферных возмущений и возможности оперативного прогнозирования КВ радиоканала в возмущенных условиях
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ НИЗКОШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЫ НА
РАСПРОСТРАНЕНИЕ КВ СИГНАЛОВ НА ПРОТЯЖЕННЫХ ТРАССАХ
4.1. Влияние экваториальной аномалии азиатско - тихоокеанского
региона на КВ распространение
4.2. Диагностика приэкваториальной ионосферы по данным российской сети ЛЧМ ионозондов
4.3. Моделирование характеристик импульсных сигналов
на сверхдальних трассах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Широкое использование коротковолнового (КВ) диапазона радиоволн в практике радиосвязи началось в период второй мировой войны. В дальнейшем этот диапазон волн находит все более широкое применение при создании различных радиотехнических систем от гигантских загоризонтных радиолокаторов, позволяющих регистрировать старты ракет, движение авиационных и морских соединений, до миниатюрных передатчиков, позволяющих осуществлять радиосвязь на расстоянии в тысячи километров. Хотя следует отметить все возрастающую конкуренцию со стороны спутниковых систем, работающих на более высоких частотах и характеризующихся рядом положительных свойств. В то же время для таких стран, как Россия, обладающих обширными и подчас трудно доступными территориями, КВ диапазон до сих пор является наиболее экономичным для радиосвязи и радиовещания.
В последние годы радиоволны этого диапазона находят все более широкое применение для диагностики ближнего космоса, как составной части среды, определяющей космическую погоду на Земле. Наиболее впечатляющие успехи достигнуты на сети КВ радаров - Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN) [1-3], Collaborative UK Twin Located Auroral Sounding System (CUTLASS) [4] по диагностике системы конвенции в высокоширотной ионосфере и при использовании загоризонтных КВ радиолокаторов для диагностики океанических течений, ураганов и штормов [5-10]. Интенсивно развиваются методы глобальной диагностики состояния ионосферы по характеристикам кругосветных сигналов [11-13]. Все более широкое применение при изучении ионосферы и каналов связи находят ионозонды с непрерывным сигналом, линейно модулированным по частоте (ЛЧМ сигналы) [14-16]. Относительно малая мощность излучения, высокие помехозащищенность и разрешающая способность делают эти средства весьма

ростей перестройки частоты 25 кГц/с (кривая 1), 100 кГц/с (кривая 2) и 300 кГц/с (кривая 3). Эти значения наиболее часто применяются соответственно при возвратно - наклонном, наклонном и вертикальном зондировании ионосферы. Учитывая результаты исследования полосы когерентности КВ радиоканала [65, 66], можно сделать вывод, что для 5 меньше 0.5 с спектр "эквивалентного" сигнала можно считать узкополосным. Для большей длительности выборок следует учитывать дисперсионные искажения импульса при распространении в волноводе.
Таким образом, полная схема моделирования характеристик непрерывных ЛЧМ сигналов с большой базой при НЗ и ВНЗ ионосферы и обработке в приемном устройстве методом сжатия по частоте сводится к задаче моделирования распространения импульсных сигналов в волноводе Земля-ионосфера.