Применение волноводного подхода для исследования коротковолновых радиотрасс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Развит метод моделирования коротковолновых (КВ) радиотрасс на основе волноводного подхода – метода нормальных волн. Разработана схема решения радиальной задачи и построения спектра радиального оператора применительно к низкочастотной части декаметрового диапазона. 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 для исследования КВ-радиотрасс, включающий модель среды, алгоритмы расчета характеристик сигналов и оперативной диагностики радиоканала.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Н. Пономарчук

Институт солнечно-земной физики СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: spon@iszf.irk.ru
Россия, ул. Лермонтова, 126а, Иркутск, 664033

Н. В. Ильин

Институт солнечно-земной физики СО РАН

Email: spon@iszf.irk.ru
Россия, ул. Лермонтова, 126а, Иркутск, 664033

В. И. Куркин

Институт солнечно-земной физики СО РАН

Email: spon@iszf.irk.ru
Россия, ул. Лермонтова, 126а, Иркутск, 664033

М. С. Пензин

Институт солнечно-земной физики СО РАН

Email: spon@iszf.irk.ru
Россия, ул. Лермонтова, 126а, Иркутск, 664033

Список литературы

  1. Anderson S. // J. Engineering. 2019. V. 2019. № .20. P. 6772. doi: 10.1049/joe.2019.0537.
  2. Ayliffe J. K., Durbridge L. J., Gordon J. F. et al. // Radio Sci. 2019. V. 54. № 1. P. 104. doi: 10.1029/2018RS006681.
  3. Ivanov V. A., Ivanov D. V., Ryabova N. V. et al. // Radio Sci. 2019. V. 54. № 1. P. 34. doi: 10.1029/2018RS006636.
  4. Ivanov D. V., Ivanov V. A., Ovchinnikov V. V. et al. // ITM Web Conf. 2019. V. 30. Article No. 15021. doi: 10.1051/itmconf/20193015021.
  5. Казанцев А. Н., Лукин Д. С., Спиридонов Ю. Г. // Космич. исслед. 1967. Т. 5. № 4. С. 593.
  6. Лукин Д. С., Спиридонов Ю. Г. // РЭ. 1969. Т. 14. № 9. С. 1673.
  7. Кравцов Ю. А., Орлов Ю. И. Геометрическая оптика неоднородных сред. М.: Наука, 1980.
  8. Croft T. A., Hoogasian H. // Radio Sci. 1968. V. 3. № 1. P. 69. doi: 10.1002/rds19683169.
  9. Kelso J. M. // Radio Sci. 1968. V. 3. № . 1. P. 1. doi: 10.1002/rds1968311.
  10. Haselgrove J. // Proc. Phys. Soc. B. 1957. V. 70. № 7. P. 653.
  11. Mullaly R. F. // Australian J. Phys. 1962. V. 15. № 2. P. 96. doi: 10.1071/PH620096.
  12. Rao N. N. // Radio Sci. 1968. V. 3. № . 12. P. 1113. doi: 10.1002/rds19683121113.
  13. Ипатов Е. Б., Лукин Д. С., Палкин Е. А. // Изв. вузов. Радиофизика. 1990. Т. 33. № 5. С. 562.
  14. Крюковский А. С., Лукин Д. С., Палкин Е. А., Растягаев Д. В. // РЭ. 2006. Т. 51. № 10. С. 1155.
  15. Ипатов Е. Б., Крюковский А. С., Лукин Д. С. и др. // РЭ. 2014. Т. 59. № 12. С. 1180. doi: 10.7868/S0033849414120079.
  16. Авдеев В. Б., Демин А. В., Кравцов Ю. А. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 1988. Т. 31. № 11. С. 1279.
  17. Zernov N. N., Gherm V. E., Zaalov N. Y., Nikitin A. V. // Radio Sci. 1992. V. 27. № 2. P. 235. doi: 10.1029/91rs02920
  18. Черкашин Ю. Н. // РЭ. 1971. Т. 16. № 1. С. 173.
  19. Baranov V. A., Popov A. V. // Wave Motion. 1993. V. 17. № 4. P. 337. doi: 10.1016/0165–2125(93)90013-6
  20. Гуревич А. В., Цедилина Е. Е. Сверхдальнее распространение коротких радиоволн. М.: Наука, 1979.
  21. Baranov V. A., Karpenko A. L., Popov A. V. // Radio Sci. 1992. V. 27. № 2. P. 307. doi: 10.1029/91RS02639
  22. Анютин А. П., Орлов Ю. И. // РЭ. 1977. Т. 22. № 10. С. 2082.
  23. Краснушкин П. Е. Метод нормальных волн в применении к проблеме дальних радиосвязей. М.: Изд-во МГУ, 1947.
  24. Bremmer H. Terrestrial Radio Waves. Theory of Propagation. N.Y.: Elsevier Publ. Co., Inc. 1949.
  25. Куркин В. И., Орлов И. И., Попов В. Н. Метод нормальных волн в проблеме коротковолновой радиосвязи. М.: Наука, 1981.
  26. Краснушкин П. Е., Яблочкин Н. А. Теория распространения сверхдлинных волн. М.: ВЦ АН СССР, 1963.
  27. Макаров Г. И., Новиков В. В., Рыбачек С. Т. Распространение радиоволн в волноводном канале Земля–ионосфера и в ионосфере. М.: Наука, 1993.
  28. Алувэлья Д. С., Келлер Д. Б. Распространение волн и подводная акустика / Под ред. Дж. Б. Келлера, Дж. С. Пападакиса. М: Мир, 1980. С. 20.
  29. Kamel A., Felsen L. B. // J. Acoust. Soc. Amer. 1982. V. 71. № 6. С. 1445. doi: 10.1121/1.387841
  30. Куркин В. И. Моделирование, диагностика и прогнозирование характеристик KB-сигналов на основе метода нормальных волн. Дисс. … д-ра физ.-мат. наук. Иркутск: ИрГУ, 1999. 308 с.
  31. Потехин А. П. Развитие радиофизических методов исследования верхней атмосферы Земли в метровом и декаметровом диапазонах волн. Дисс. … д-ра физ.-мат. наук. Иркутск: ИрГУ, 2002. 286 с.
  32. Grozov V. P., Ilyin N. V., Kotovich G. V., Ponomarchuk S. N. // Pattern Recognition and Image Analysis. 2012. V. 22. № 3. P. 458. doi: 10.1134/S1054661812030042
  33. Khakhinov V. V., Kurkin V. I. // Proc. 11 th Int. Conf. Mathematical Methods in Electromagnetic Theory (MMET-2006). Kharkiv, 26–29 Jun. 2006. N.Y.: IEEE, 2006. P. 284. DOI: 1 10.1109/MMET.2006.1689768
  34. Куркин В. И., Хахинов В. В. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1984. Вып. 69. С. 16.
  35. Айзенберг Г. З., Белоусов С. П., Журбенко Э. М. и др. Коротковолновые антенны. М.: Радио и связь, 1985.
  36. Ponomarchuk S., Ilyin N., Kurkin V., Penzin M. // 2022 IEEE8th All-Russian Microwave Conf. (RMC). Moscow 23–25 Nov. N.Y.: IEEE, 2022. P. 246. doi: 10.1109/RMC55984.2022.10079690
  37. Хединг Д. Введение в метод фазовых интегралов (метод ВКБ). М.: Мир, 1965.
  38. Фок В. А. Проблемы диффракции и распространения электромагнитных волн. М.: Сов. радио, 1970.
  39. Dyson P. L., Bennett J. A. // J. Atmospheric and Terrestrial Phys. 1988. V. 50. № 3. P. 251. doi: 10.1016/0021–9169(88)90074–8
  40. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М.: Мир, 1973.
  41. Инструкция по обработке ионограмм наклонного зондирования / Под ред. Ю. В. Виноградовой. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.
  42. Пономарчук С. Н., Грозов В. П., Ильин Н. В. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 2021. Т. 64. № 8–9. С. 665. doi: 10.52452/00213462_2021_64_08_655
  43. Иванов В. А., Куркин В. И., Носов В. Е. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 2003. Т. 46. № 11. С. 919.
  44. Davydenko M. A., Ilyin N. V., Khakhinov V. V. // J. Atmospheric and Solar-terrestrial Physics. 2002. V. 64. № 17. Р. 1897.
  45. Подлесный А. В., Лебедев В. П., Ильин Н. В., Хахинов В. В. // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. Т. 19. № 1. P. 63.
  46. Подлесный А. В., Брынько И. Г., Куркин В. И. и др. // Гелиогеофизические исследования. 2013. № 4. С. 24.
  47. Bilitza D., Altadill D., Truhlik V. et al. // Space Weather. 2017. V. 15. № 2. P. 418.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Частотные зависимости задержки t (а), угла выхода a (б) и амплитуды сигнала A (в) для двухскачковых (1) и трехскачковых сигналов (2).

Скачать (18KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Геометрия трасс НЗ в Северо-Восточном регионе России; передающие пункты: Магадан (60° с. ш., 150.7° в. д.), Хабаровск (47.6° с. ш., 134.7° в. д.), Норильск (69.4° с. ш., 88.4° в. д.), Иркутск (52.9° с. ш., 103.3° в. д.); приемные пункты: Иркутск (51.8°с.ш., 103°в.д.), Норильск (69.4° с. ш., 88.4° в. д.).

Скачать (27KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Суточные вариации медианы МНЧ и расчетной МПЧ в январе (а) и августе (б) 2013 г. на трассе Магадан–Иркутск: 1 – интервалы изменения МНЧ, 2 – медиана МНЧ, 3 – расчетные МПЧ.

Скачать (30KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Суточные вариации медианы МНЧ и расчетной МПЧ в январе (а) и августе (б) 2013 г. на трассе Норильск–Иркутск: 1 – интервалы изменения МНЧ, 2 – медиана МНЧ, 3 – расчетные МПЧ.

Скачать (28KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Ионограмма НЗ на трассе Магадан–Иркутск для 02.02.2023, 00:15 UT: а – результаты моделирования ДЧХ, б – результаты интерпретации модов распространения; результаты вторичной обработки данных – серые точки, результаты моделирования и интерпретации: 1 – мод 1F2, 2 – мод 2F2, 3 – мод 3F2.

Скачать (26KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Ионограмма НЗ на трассе Хабаровск–Иркутск для 02.02.2023, 00:51 UT и результаты интерпретации модов распространения 1F2 (1) и 2F2 (2); результаты вторичной обработки данных – серые точки.

Скачать (11KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Ионограмма НЗ на трассе Норильск – Иркутск для 02.02.2023, 02:03 UT и результаты интерпретации модов распространения 1F2 (1) и 2F2 (2); результаты вторичной обработки данных – серые точки.

Скачать (10KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Ионограмма НЗ на трассе Кипр–Иркутск для 04.01.2023, 04:45 UT и результаты интерпретации модов распространения: 1 – мод 2F2, 2 – мод 3F2, 3 – мод 4F2, результаты вторичной обработки данных – серые точки.

Скачать (15KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Ионограмма НЗ на трассе Алис-Спрингс–Иркутск, полученная 11.03.1996 в 05:33 UT и результаты интерпретации модов распространения: 1 – мод 3F2, 2 – мод 4F2, 3 – мод 5F2; результаты вторичной обработки данных – серые точки.

Скачать (12KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024