Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Приведена схема моделирования характеристик КВ-радиосигналов на трассах различной протяженности на основе волноводного подхода — метода нормальных волн. Используется представление поля регистрируемого сигнала в виде ряда произведений функций Грина углового оператора, коэффициентов возбуждения и коэффициентов приема отдельных нормальных волн. Разработаны алгоритмы расчета дистанционно-частотных, частотно-угловых и амплитудных характеристик сигналов в больших пространственных областях на основе анализа и численного суммирования ряда нормальных волн. Реализован комплексный алгоритм моделирования условий распространения КВ-радиосигналов, включающий модель среды, алгоритмы расчета характеристик сигналов и оперативную диагностику радиоканала. Проведено сопоставление результатов моделирования характеристик распространения КВ-сигналов и экспериментальных данных наклонного зондирования на трассах различной протяженности и ориентации. Для анализа экспериментальных ионограмм, определения максимальных применимых частот различных мод распространения на радиотрассах используется методика автоматической обработки и интерпретации ионограмм наклонного зондирования.
распространение радиоволн, волноводный подход, прогнозирование радиотрасс, ионограмма, диагностика радиоканала
1. Авдеев В.Б., Демин А.В., Кравцов Ю.А. и др. Метод интерференционных интегралов (Обзор). Изв. вузов. Радиофизика. 1988. Т. 31, № 11. С. 1279–1294.
2. Анютин А.П., Орлов Ю.И. Пространственно-временная геометрическая теория дифракции частотно-модулирован-ных радиосигналов в однородной диспергирующей среде. РЭ. 1977. Т. 22, № 10. С. 2082–2090.
3. Гуревич А.В., Цедилина Е.Е. Сверхдальнее распространение коротких радиоволн. М.: Наука, 1979. 246 с.
4. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М.: Мир, 1973. 502 с.
5. Иванов В.А., Куркин В.И., Носов В.Е. и др. ЛЧМ-ионозонд и его применение в ионосферных исследованиях. Изв. вузов. Радиофизика. 2003. Т. 46, № 11. С. 919–952.
6. Ипатов Е. Б., Лукин Д. С., Палкин Е. А. Численная реализация метода канонического оператора Маслова в задачах распространения коротких радиоволн в ионосфере Земли. Изв. вузов. Радиофизика. 1990. Т. 33, № 5. С. 562–573.
7. Ипатов Е.Б., Крюковский А.С., Лукин Д.С. и др. Методы моделирования распространения электроманитных волн в ионосфере с учетом распределений электронной концентрации и магнитного поля земли. РЭ. 2014. Т. 59, № 12. С. 1180–1187. DOI:https://doi.org/10.7868/S0033849414120079.
8. Казанцев А.Н., Лукин Д.С., Спиридонов Ю.Г. Метод исследования распространения радиоволн в неоднородной магнитоактивной ионосфере. Космические исследования. 1967. Т. 5. Вып. 4. С. 593–600.
9. Кравцов Ю. А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. М.: Наука, 1980. 304 с.
10. Краснушкин П.Е. Метод нормальных волн в применении к проблеме дальних радиосвязей. М.: Изд-во МГУ, 1947. 52 c.
11. Крюковский А.С., Лукин Д.С., Палкин Е.А., Растягаев Д.В. Волновые катастрофы – фокусировки в дифракции и распространении электромагнитных волн. РЭ. 2006. Т. 51, № 10. С. 1155–1192.
12. Куркин В.И., Орлов И.И., Попов В.Н. Методика расчета МПЧ протяженных радиотрасс. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1975. Вып. 33. С. 71–74.
13. Куркин В.И., Орлов И.И., Попов В.Н. Метод нормальных волн в проблеме коротковолновой радиосвязи. М.: Наука, 1981а. 124 с.
14. Куркин В.И., Орлов И.И., Попов В.Н. Применение метода нормальных волн к исследованию протяженных радиотрасс. Изв. вузов. Радиофизика. 1981б. Т. 24, № 3. С. 293–297.
15. Куркин В.И., Орлов И.И., Потехин А.П. О способе расчета амплитуды квазимонохроматического КВ-сигнала в методе нормальных волн. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1982. Вып. 59. С. 60–62.
16. Куркин В.И., Ильин Н.В., Пензин М.С. и др. Моделирование КВ-радиоканала на основе волноводного подхода. Солнечно-земная физика. 2023. Т. 9, № 4. С. 91–103. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-94202311.
17. Лукин Д.С., Спиридонов Ю.Г. Применение метода характеристик для численного решения задач распространения радиоволн в неоднородной и нелинейной среде. РЭ. 1969. Т. 14, № 9. С. 1673–1677.
18. Подлесный А.В., Брынько И.Г., Куркин В.И. и др. Многофункциональный ЛЧМ-ионозонд для мониторинга ионосферы. Гелиогеофизические исследования. 2013. Вып. 4. С. 24–31.
19. Подлесный А.В., Лебедев В.П., Ильин Н.В., Хахинов В.В. Реализация метода восстановления передаточной функции ионосферного радиоканала по результатам зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ-сигналом. Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. Т. 19, № 1. P. 63–70.
20. Пономарчук С.Н., Грозов В.П., Ильин Н.В. и др. Возвратно-наклонное зондирование ионосферы непрерывным сигналом с линейной частотной модуляцией. Изв. вузов. Радиофизика. 2021. Т. 64, № 8-9. С. 665–671. DOI: 10.52452/ 00213462_2021_64_08_655.
21. Попов В.Н., Потехин А.П. О распространении декаметровых радилволн в азимутально-симметричном волноводе Земля—ионосфера. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1984. Вып. 69. С. 9–15.
22. Потехин А.П., Орлов И.И. Приближенная формула суммирования ряда нормальных волн. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1981. Вып. 57. С. 135–137.
23. Черкашин Ю.Н. Применение метода параболического уравнения для расчета волновых полей в неоднородных средах. РЭ. 1971. Т. 16, № 1. С. 173–174.
24. Anderson S. Cognitive HF radar. J. Eng. 2019. Vol. 2019, iss. 20. P. 6772–6776. DOI:https://doi.org/10.1049/joe.2019.0537.
25. Ayliffe J.K., Durbridge L.J., Gordon J.F., et al. The DST Group High-Fidelity, Multichannel Oblique Incidence Iono-sonde. Radio Sci. 2019. Vol. 54, no. 1. P. 104–114. DOI:https://doi.org/10.1029/2018RS006681.
26. Baranov V. A., Popov A. V. Generalization of the parabolic equation for EM waves in a dielectric layer of nonuniform thickness. Wave Motion. 1993. Vol. 17, no. 4. P. 337–347. DOI:https://doi.org/10.1016/0165-2125(93)90013-6.
27. Baranov V.A., Karpenko A.L., Popov A.V. Evolution of Gaussian beams in the nonuniform Earth-ionosphere waveguide. Radio Sci. 1992. Vol. 27, no. 2. P. 307–314. DOI:https://doi.org/10.1029/91RS02639.
28. Bilitza D., Altadill D., Truhlik V., et al. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions. Space Weather. 2017. Vol. 15, no.2. P. 418–429. DOI:https://doi.org/10.1002/2016SW001593.
29. Bremmer H. Terrestrial Radio Waves. Theory of Propagation, Amsterdam, 1949. 343 p.
30. Croft T.A., Hoogasian H. Exact ray calculations in a quasi-parabolic ionosphere with no magnetic field. Radio Sci. 1968. Vol. 3, no 1. P. 69–74. DOI:https://doi.org/10.1002/rds19683169.
31. Dyson P. L., Bennett J.A. A model of the vertical distribution of the electron concentration in the ionosphere and its application to oblique propagation studies. J. Atmos. Terr. Phys. 1988. Vol. 50, no.3. P. 251–262. DOI:https://doi.org/10.1016/0021-9169(88)90074-8.
32. Grozov V.P., Ilyin N.V., Kotovich G.V., Ponomarchuk S.N. Software system for automatic interpretation of ionosphere sounding data. Pattern Recognition and Image Analysis. 2012. Vol. 22, no. 3. P. 458–463.
33. Haselgrove J. Oblique ray paths in the ionosphere. Proceedings of the Physical Society. Section B. 1957. Vol. 70, no. 7. P. 653–662.
34. Ilyin N.V., Khakhinov V.V., Kurkin V.I., et al. The theory of chirp-signal ionospheric sounding. Proceedings of ISAP’96, Chiba, Japan. 1996. P. 689–692.
35. Ivanov D.V., Ivanov V.A., Ovchinnikov V.V., et al. Adaptive wideband equalization for frequency dispersion correction in HF band considering variations in interference characteristics and ionosphere parameters. ITM Web Conf. 2019a. Vol. 30, article number 15021. P. 1–6. DOI:https://doi.org/10.1051/itmconf/20193015021.
36. Ivanov V.A., Ivanov D.V., Ryabova N.V., et al. Studying the Parameters of Frequency Dispersion for Radio Links of Different Length Using Software-Defined Radio Based Sounding System. Radio Sci. 2019b. Vol. 54, no. 1. P. 34–43. DOI:https://doi.org/10.1029/2018RS006636.
37. Kelso J. M. Ray Tracing in the lonosphere. Radio Sci. 1968. Vol. 3, no. 1. P. 1–12. DOI:https://doi.org/10.1002/rds1968311.
38. Kurkin V.I., Medvedeva I.V., Podlesnyi A.V. Effect of sudden stratosphere warming on characteristics of medium-scale traveling ionospheric disturbances in the Asian region of Russia. Adv. Space Res. 2024. Vol. 73, iss. 7. P. 3613–3623. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2023.09.020.
39. Mullaly R.F. Ray paths in inhomogeneous anisotropic media. Australian Journal of Physics. 1962. Vol. 15, no. 2. P. 96–105. DOI:https://doi.org/10.1071/PH620096.
40. Ponomarchuk S.N., Grozov V.P. Automatic interpretation of ionograms of oblique sounding with a continuous chirp signal based on hybrid algorithms. Proc. SPIE 12780, 29th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. 127806R (17 October 2023). DOI:https://doi.org/10.1117/12.2688445.
41. Rao N.N. Bearing deviation in HF transionospheric propagation. I. Exact computations for some ionospheric models with no magnetic field. Radio Sci. 1968. Vol. 3, no. 12. P. 1113–1118. DOI:https://doi.org/10.1002/rds19683121113.
42. Zernov N.N., Gherm V.E., Zaalov N.Yu., et al. The generalization of Rytov’s method to the case of inhomogeneous media and HF propagation and scattering in the ionosphere. Radio Sci. 1992. Vol. 27, no. 2. P. 235–244. DOI:https://doi.org/10.1029/91rs02920.
43. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (дата обращения 31 января 2024 г.).
