Моделирование декаметрового радиоканала при наклонном зондировании ионосферы ЛЧМ радиосигналом тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

^ На правах рукописи

\

Хахинов Виталий Викторович

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕКАМЕТРОВОГО РАДИОКАНАЛА ПРИ НАКЛОННОМ ЗОНДИРОВАНИИ ИОНОСФЕРЫ

ЛЧМ РАДИОСИГНАЛОМ

(01.04.03 - радиофизика)

Авто! :ферцт диссертации на соискание ученой степени кандидата фи^икo-мateмaтичecкиx наук

Иркутск - 1997

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени институте солнечно-земной физики Ордена Ленина Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук

Куркин В.И.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Тинин М.В. доктор физико-математических наук, профессор Ломухин Ю.Л.

Ведущая организация: Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН,

Защита состоится:" 13" ноября. 1997 г. в 13.00 час. на заседании диссертационного совета Д.063.32.03 при Иркутском государственном университете по адресу: 664003 г.Иркутск, б.Гагарина, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ИГУ. Автореферат разослан сентября 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук

.В.Мангазеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

- Актуальность темы. Важной задачей практики коротковолновой (КВ) радиосвязи является контроль за состоянием канала связи, состоящего из динамичного природного космического ресурса - ионосферы. Одним из широко применяемых для прямой диагностики ионосферного канала связи методов контроля является наклонное зондирование (НЗ) непрерывным радиосигналом с линейной модуляцией частоты (ЛЧМ). Используемые для этой цели ЛЧМ ионо-зонды характеризуются малой излучаемой мощностью, высокой разрешающей способностью, помехозащищенностью, дальностью зондирования, достигающей десятков тысяч километров, и широкой полосой (до 30 МГц) зондирующего сигнала. Они все активнее становятся практическим средством повышения надежности КВ радиосвязи и по-прежнему используются для исследования свойств ионосферы.

Как любой научно-исследовательский инструмент ЛЧМ ионо-зонд требует теоретической поддержки. Для этого необходима методика анализа непрерывного ЛЧМ сигнала а радиоканале, состоящем из передающего и приемного комплексов ионозонда л волновода Земля-ионосфера.

При грациционном подходе основной частью анализа является решение задачи о распространении радиосигналов в ионосферном канале связи. При решении рассматриваемой задачи возникав? неразрешенная в настоящее время проблема, заключающаяся в отсутствии строгой теории распространения широкополосных КВ радиосигналов в ионосфере. Существующие методики анализа [1,2] используют подход, заключающийся в формальном разбиении излучаемого непрерывного ЛЧМ радиосигнала на узкополосные импульсные сигналы. Анализ проводится для квазимонохромати-

ческих ЛЧМ радиосигналов, для которых теория распространения в ионосфере хорошо известна. Основные проблемы таких методик заключаются в недостаточном теоретическом обосновании используемого подхода и в определении амплитудных характеристик (формы) излучаемых узкополосных ЛЧМ радиосигналов.

В диссертации предлагается подход к построению методики анализа непрерывного ЛЧМ сигнала в КБ радиоканале при НЗ ионосферы и первичной обработке сигнала в приемном комплексе ионозонда методом сжатия по частоте, позволяющей обойтись без решения самостоятельной задачи распространения широкополосных радиосигналов в ноносфере.

Целью диссертационной работы является разработка методики моделирования формы регистрируемого ЛЧМ радиосигнала при наклонном зондировании ионосферы на основе метода нормальных волн.

Данная цель предполагает решение следующих задач: 1. Провести анализ работы ЛЧМ ионозонда в режиме НЗ ионосферы с первичной обработкой принятого радиосигнала методом Сжатия по частоте.

2. В рамках метода нормальных волн (МНВ) [3,4] провести обобщение решения задачи распространения для точечных диполей на случай излучателя с произвольно заданным распределением тока.

3. Получить решение задачи о возбуждении приемной антенны в падающем КВ поле, заданном в виде ряда нормальных волн.

4. Построить передаточную функцию изотропного ионосферного КВ канала связи, состоящего из приемно-передающих антенно-фидерных устройств и регулярного волновода Земля-ионосфера.

Научная новизна состоит в следующем.

1. Разработана методика анализа декаметрового радиоканала при НЗ непрерывным ЛЧМ радиосигналом, позволяющая обойтись

без решения самостоятельной задачи распространения широкополосного КВ радиосигнала в ионосфере. Регистрируемый отклик радиоканала на ЛЧМ радиосигнал состоит из последовательности спектров временных выборок обработанного сигнала. Показано, что выражение для отдельного спектра идентично отклику ионосферного канала связи на узкополоснын импульсный радиосигнал с огибающей, повторяющей форму спекгралыюй функции окна. Проведено исследование формы регистрируемого спектра в зависимости от характеристик режима работы ЛЧМ ионоюнда при ИЗ ионосферы.

2. В рамках МНВ получены решения задачи возбуждения сферически-симметричного волновода Земля-ионосфера произвольным излучателем и задачи о возбуждении токов в произвольной приемной антенне в падающем поле, заданном рядом нормальных волн. Установлены связи между характеристиками передающей и приемной антенн с распределениями по нормальным волнам энергии излученною и принятого КВ поля.

3. Получено выражение для передаточной функции изотропного ионосферного КВ канала свят п виде ряда нормальных волн.

Практическая ценность состоит в том, чго созданные алгоритмы расчега характеристик нормальных волн, определяемые параметрами приемно-передятчшх КЙ ailreiiii, реализованы:

- в программном комплексе расчета амплитудно-частс.гной (АЧХ) и дистанционно-частотной характеристик (ДЧХ) и затухания квазимонохроматических импульсных сигналов на основе МИВ, созданном в рамках НИР "Теорема-2-СО" и "Талант-РВО". НИР "Теорема-2-СО" и "Талант-РВО" отмечены второй премией на конкурсе НИР и НИОКР СО АН СССР (Постановление Президиума СО АН СССР N 192 от 6.11.1986) и премиями СМ

СССР (Решение ГК СМ СССР по военно-промышленным вопросам N 306 от 30.06. 1987);

- в макете автоматизированного комплекса средств прогнозирования условий распространения декаметровых радиоволн на базе ЛЧМ ионозонда [5];

- в программном комплексе расчет? оптимальных рабочих частот региональных связных KB радиотрасс [6].

Внедрение результатов. Программные комплексы внедрены в ОКБ "Агат" (Ангарск, 1988) и БИЕН СО РАН (Улан-Удэ, 1988). Соответствующие акты внедрения прилагаются.

На защиту выносятся:

1. Методика моделирования формы регистрируемого отклика изотропного декаметрового радиоканала на непрерывный ЛЧМ сигнал при НЗ ионосферы на основе МНВ.

2. Результаты теоретического анализа работы ЛЧМ ионозонда в режиме НЗ ионосферы.

3. Методика учета параметров передающей и приемной KB антенн в МНВ при расчете выходного сигнала ионосферного канала связи.

4. Представление передаточной функции изотропного ионосферного KB канала связи в виде ряда нормальных волн.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на симпозиумах и конференциях: II отраслевой МПСС (Москва, 1986) и Ш МРП (Москва, 1986), по распространению радиоволи (Алма-Ата, 1987), по дифракции и распространению волн (Москва, 1988), "Ионосфера и взаимодействие декаметровых волн с ионосферной плазмой" (Звенигород, 1989), XXIII Генеральной ассамблее URSI (Прага, Чехословакия, 1990), IEEE AP-S (Newport Bearch, USA, 1995; Chiba, Japan, 1996), "100-летие начала использования электромагнитных волн для передачи сообщении и

зарождения радиотехники" (Москва, 1995; Иркутск, 1995), на семинарах отдела ионосферного распространения радиоволн ИСЗФ (СибИЗМИР) СО РАН.__________________________

Личное участие. Автор принимал участие в разработке методики анализа декаметрового радиоканала при НЗ ионосферы непрерывным ЛЧМ радиосигналом и обобщении решения задачи распространения, полученного ранее в рамках МНВ для точечных диполей [4], на случай излучателя с произвольно заданным распределением тока. В рамках расчетной схемы МНВ автором проведен анализ ЬСВ поля излучения в зоне прямой видимости излучателя; решена задача возбуждения приемной антенны в падающем КВ поле, заданном в виде ряда нормальных волн; получено аналитическое выражение для передаточной функции изотропного КВ канала связи; разработань! алгоритмы й программы расчета коэффициентов возбуждения и приема нормальных волн, связанных с параметрами передающих и приемных антенн. Автором проведены исследования формы регистрируемого спектра в зависимости от характеристик режима работы ЛЧМ ионозонда и состояния ионосферного канала связи.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 работах. Материалы диссертации использованы в научно-исследовательских отчетах по НИР.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и двух приложений с общим объемом 130 страницы, включая 16 рисунков и списка литературы из 93 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во-введснии обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи исследования, изложено краткое содержание работы.

В первой главе дано описание аналитической методики, предлагаемой для аналнза работы ионозонда в режиме НЗ ионосферы непрерывным ЛЧМ радиосигналом. Основой методики является последовательное формальное рассмотрение результатов воздействия на ЛЧМ радиосигнал ионосферного канала связи и устройств приемного комплекса ионозонда при первичной обработке методом сжатия по частоте. Последующие преобразования формального выражения для регистрируемого спектра выполнены с использованием основных функциональных и технических характеристик устройств ионозонда.

В разделе 1.1 сформулирована цель первой главы, заключающаяся в получении расчетной схемы вычисления отклика КВ радиоканала на непрерывный ЛЧМ радиосигнал. Дано определение и представлена блок-схема рассматриваемого КВ радиоканала при работе ЛЧМ ионозонда в режиме НЗ ионосферь!.

В разделе 1.2 приведена последовательность воздействия на ЛЧМ радиосигнал составных частей радиоканала: ионосферного канала связи и устройств приемного комплекса ионозонда, - умножителя, фильтра низких частот, временного окна, анализатора спектра, - задействованных при первичной обработке методом сжатия по частоте принятого ЛЧМ радиосигнала. Представлена блок-схема первичной обработки и получено формальное выражение для регистрируемого спектра.

Проведем теоретический анализ регистрируемого спектра при одном сеансе работы ионозонда в режиме НЗ ионосферы. Он

заключается в преобразованиях формального выражения для спектра, основанных на свойствах передаточной функции ионосферного канала связи и технических характеристиках устройств приемног о комплекса ионозонда. Регистрируемый спектр состоит из последовательности спектров, выделенных окном временных выборок принятого ЛЧМ радиосигнала. В свою очередь, в результате проведенных преобразований показано, что аналитическое представление каждого отдельного спектра представляет собой отклик ионосферного канала связи на узкополосный КВ радиосигнал с огибающей, повторяющей форму спектральной функнии окна.

При используемых в ионозондах диапазоне скоростей изменения частоты, составляющем 10 - 100 КГц/с, и спектрах окон, занимающих в среднем полосу ~ Ю Гц, полоса спектра такою радиосигнала находится в диапазоне 100 - 10 КГц, что составляет 2 10% начальной несущей частоты излучаемого ЛЧМ радиосигнала. В КВ диапазоне такой радиосигнал можно считать узкополосным и использовать технику построения передаточной функции ионосферного канала для квазимонохроматических радиосигналов.

Некоторые значения полос спп-пра рассматриваемого узкополосного радиосиг нала при разных значениях скорости изменения частоты и длительности окна приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Скорость изменения частоты, КГц/с Длительность окна, с Полоса окна, КГц Полоса радиосигнала, КГц

10 0.1 Ю 2п

100 0.1 10 20л

100 0.4 2.5 80я

Основным результатом первой главы является предложенная методика анализа работы ЛЧМ ионозонда при НЗ ионосферы, позволяющая не рассматривать самостоятельную задачу распространения в ионосферном канале связи широкополосного ЛЧМ КВ радиосигнала.

С цельк) тестирования методики был проведен анализ работы ионозонда и аналитическое выражение для регистрируемог о спектра при НЗ идеального канала связи со свойствами зеркальной ионосферы.

Во второй главе проведено построение передаточной функции стационарного изотропного ионосферного КВ канала связи, состоящего из комплексов антенно-фидерных систем, используемых для возбуждения и приема электромагнитного поля, и сферически-симметричной модели волновода Земля-ионосфера. Во введении второй главы и разделе 2.1 приводится блок-схема ионосферного канала связи, отмечены основные положения и отличительные особенности предлагаемого подхода и определены задачи, решение которых необходимо при построении передаточной функции. Исходными данными являются электрические и технические характеристики составных частей ионосферного канала связи и передатчика. Математическую основу составляют телеграфные уравнения теории длинных линий [7} и макроскопические уравнения Максвелла, дополненные граничными условиями Леонтовича на поверхности Земли [8]. Решения задач распространения сигналов в приемно-передающих антенно-фидерных КВ трактах в диссертации не рассматриваются, а приводятся в формальном виде коэффициентами передач, заимствованными из теории длинных линий. Для решения задачи излучения КВ поля излучателем с произвольно заданным распределением тока, и задачи возбуждения падающим

полем произвольной приемной антенны были разработаны новые

методики в рамках МНВ.

В разделе 2.2 приводится-решение задачи возбуждения КВ— поля излучения антенной с произвольно заданным распределением тока. Решение получено в рамках расчетной схемы МНВ с использованием теоремы взаимности теории антенн [7]. В качестве пробных источников поочередно используются точечные вертикальные электрический и магнитный диполи.

А"ализ полученных выражении для Фурье-компоненг поля в геоцентрической системе координат показал, что излучатель с произвольным распределением тока в сферически-симметричном волноводе Земля-ионосфера эффективно возбуждает нормальные

волны ТМ типа, составляющие компоненты поля Ег , Ее , Вф и нормальные волны ТЕ типа, составляющие компоненты поля Е^, Вг, Ве. Распределение излучаемой энергии КВ поля по нормальным волнам характеризуется коэффициентами возбуждения нормальных волн, которые определяются параметрами передающей антенны и электрическими свойствами окружающей среды.

В Приложении I приведены расчетные выражения для коэффициентов возбуждения нормальных волн для некоторых, наиболее часто используемых в Ирактике радиосвязи, КВ антенн с известным распределением тока.

Полученные в разделе 2.2 представления дш< ТМ и ТЕ компонент полей в виде рядов нормальных волн исследуются в разделе 2.3 с целью установления связи между гсометрооптическнмн характеристиками передающей антейМЫ и коэффициентами возбуждения нормальных волн.

Ряд нормальных волн по формуле Пуассона преобразуется в ряд интегралов по быстроосциллирукицим функциям. Нулевой член

нового ряда описывает поле излучения в зоне прямой видимости излучателя. После вычисления интеграла Методом стационарной фазы получены ассимптотические формулы для расчета поля в областях освещенности, полутени и тени. Установлено соответствие полученных формул с геометрооптическим представлением поля и с дифракционными формулами Фока [9]. В результате исследований выведена связь коэффициентов возбуждения нормальных волн с диаграммой направленности (ДН) передающей антенны. На ее основе разработана методика использования известных ДН для расчета коэффициентов возбуждения нормальных волн. Описание методики изложено в Приложении П.

В разделе 2.4 приводится решение задачи о возбуждении токов в приемной антенне в падающем КВ поле, представленном в виде ряда нормальных волн. При решении задачи антенна представлялись длинной однородной линией с распределенными вдоль нее э.д.с. и использовался метод наложения бегущих волн тока [10]. Амплитуды возбуждаемых волн тока под действием ТМ и ТЕ составляющих падающего поля отдельной нормальной волны характеризуются коэффициентами приема нормальных волн соответствующей поляризации и определяются параметрами приемной антенны. Основным результатом раздела 2.4 является выражение для расчета тока на выходе приемного антенно-фидерного тракта.

С целью проверки на соответствие принципу взаимности [7] теории антенн в разделе 2.5 проведен анализ полученных выражений для расчета коэффициентов приема нормальных волн. В результате анализа показано соответствие коэффициентов приема выражениям для расчета коэффициентов возбуждения нормальных волн при работе антенны на прием и излучение.

В заключительном разделе 2.6 второй главы из расчетной формулы для выходного сигнала проведено выделение аналитического выражения для расчета передаточной функции изотропного ионосферного КВ канала связи в виде ряда ТМ (со значком "е1') и ТЕ (со значком "т") поляризованных нормальных волн:

Здесь с - скорость света, с1 - длина окружности Земли, X -длина радиоволны и К^ • обобщенный коэффициент передачи фидерных линий. Каждое слагаемое ряда составляют функции Грина Оп угловых операторов волновых уравнений [II], коэффициенты возбуждения Д, и приема Рп нормальных волн.

Отношение (1>к, разное величине ~ 106, является параметром ассимтотческо! о разложения решений радиальных краевых задач и полноводных уравнений. Обобщенный коэффициент передачи Ку

определяет условия прохождения сигнала в фидерных линиях пере-цающею и приемного трактов Функции Грина характеризуют условия распространения сигнала в волноводе Земля-ионосфера. Коэффициенты возбуждения отражают влияние характеристик передающей антенны на результат преобразования энергии входного сигнала в виде колебаний электрического тока в колебания ТЕ и ТМ элек-фомагнитного поля излучения, распределенные по нормальным волнам. В спою очередь коэффициенты приема отражают влияние характеристик приемной антенны при преобразовании энергии падающего поля в колебанггя выходного тока. Ст руктура передаточной функции позволяет провести обобщение на случай более слож-

ных моделей ионосферы, если известны соответствующие функции Грина.

В третьей главе продолжен анализ регистрируемого спектра с учетом основных свойств полученной передаточной функции ионосферного канала связи и технических параметров ионозонда с целью оценки его потенциальных возможностей и создания программного комплекса имитационного моделирования работы ЛЧМ ионозонда в режиме НЗ ионосферы. После преобразрвания по формуле Пуассона передаточная функция может быть представлена в виде суммы передаточных функций, соответствующих различным модам распространения радиосигнала, с фазами, содержащими большой параметр сИК. Это означает, что фаза передаточной функции отдельного мода является быстроосциллирующей функцией частоты, тогда как амплитуда слабо зависит от нее. Поэтому в пределах полосы рассматриваемого узкополосного радиосигнала амплитуду можно считать постоянной и ограничиться линейным членом в разложении фазы. Исследование влияния Ионосферы на дисперсионные искажения формы регистрируемого спектра в данной работе не проводится

В результате проведенного анализа регистрируемого спектра можно сформулировать следующие выводы.'

1. Регистрируемый ионозондом спектр прй работе в режиме НЗ ионосферы непрерывным ЛЧМ радиосигналом представляет собой последовательность спек+ров Эк(П) временных выборок, где к - номер выборки.

2. С одной стороны, каждый отдельный Бк(Г2) является частью отклика рассма1риваемого радиоканала на непрерывный широкополосный ЛЧМ радиосигнал. С другой стороны, расчетное

о

выражение для 8к(П) имеет вид отклика ионосферного канала связи

на узкополосный радиосигнал с несущей частотой о)к и огибающей -спектрально)! функцией окна.

3. Отклик ионосферного канала на узкополосный импульс ирслсгавляегся суперпозицией принятых радиосигналов разных молов распространения. В общем случае 8к(П) имеет несколько максимумов. Положения максимумов Пк1 на оси О однозначно определяются ¡рупиовыми задержками Тк1 принятых радиосигналов 1-го мода. Это позволяет называть 5к(П) регистрируемым спектром задержек модов распространения в ионосферном канале связи.

В заключительной части анализа проведено исследование изменения вида ионограммы - проекции формы регистрируемого спектра на плоскость осей задержек модов распространения и несущей частоты - в зависимости от задержки сигнала опорного

1енераюра Тг приемного комплекса ионозонда. Групповые задержки радиосш палов мог ут составлять 01 единиц миллисекунд на коротких радиотрассах и до десятков миллисекунд на протяженных, кила как рабочий диапазон регистрируемых задержек ЛЧМ

ионоюмда ограничен. Соответствующий выбор Тг позволяет привести интересуемый интервал групповых задержек радиосигналов к рабочему диапазону ионозонда.

исследуются потенциальные разрешающая способность и помехозащищенность ЛЧМ ионозонда. Повышение разрешающей способности по регистрируемым задержкам модов распространения радиосигнала и от ношения сиг нал/помеха до определенного предела, определяемого нестационарностыо и нелинейное и,ю диснерсиошил.х свойств ионосферы, достигается увеличени-

ем базы временной выборки обрабатываемого сигнала - произведения квадрата длительности окна на скорость изменения частоты.

Приведены некоторые характеристики ЛЧМ ионозонда, разработанного в ИСЗФ СО РАН, при работе в стандартном режиме со скоростью изменения частоты 100 КГц/с. Для диапазона анализируемых частот от 50 Гц до 2 КГц с длительностью окна 0.1 с (база выборки Ю3) разрешение по несущей частоте составляет величину ~ 10 КГц., по задержкам ~ 100 мкс., а отношение сигнал/ помеха ~ 75 дБ. Для диапазона 12.5 + 500 Гц с длительностью окна 0.4 с (база выборки 16103) разрешение по несущей частоте ~ 40 КГц., по задержкам ~ 25 мкс., отношение сигнал/помеха - 100 дБ.

В разделе 3.2 дается описание методики моделирования формы регистрируемого спектра при НЗ ионосферного канала связи непрерывным ЛЧМ радиосигналом с временным окном гауссового вида.

В разделе 3.3 диссертации обсуждается возможность интерпретации и восстановления ДЧХ и АЧХ ионосферного канала связи, основанная на имитационном моделировании формы регистрируемого спектра и ионограммы НЗ с известными параметрами радиоканала. Дгч иллюстрации приведен пример восстановления ДЧХ мода 1И2 для возмущенной ионосферы с высокими значениями критической частоты /0Г2 вдоль радиотрассы. В следствии сложившихся условий в радиоканале на экспериментальной монограмме ДЧХ 1И2 имела фрагментарный вид, а максимальная применимая частота (МПЧ) превышала верхний предел рабочего диапазона ЛЧМ ионозонда. При моделировании использовалось состояние радиоканала при проведении сеанса зондирования. Достоверность расчетных ионограмМ оценивалась качественным сравнением ДЧХ

мода 2Р2 с экспериментальной. В результате восстановлена ДЧХ и получено значение МПЧ мода 1Р2.

Метод имитационного моделирования был использован для анализа формы регистрируемого спектра НЗ при разных режимах работы ЛЧМ ионозонда. Приведенные в диссертации рассчитанные формы регистрируемых спектров иллюстрируют зависимость разрешающей способности и помехозащищенности ЛЧМ ионозонда от скорости изменения частоты и длительности временного окна. Для подтверждения результатов анализа приводятся экспериментальные ионограммы, полученные ЛЧМ ионозондом ИСЗФ СО РАН при НЗ ионосферного канала связи на трассе Магадан - Иркутск протяженностью 3000 км. Предлагаемая методика анализа может служить основой для выбора оптимального режима работы ЛЧМ ионозонда и формы спектральной функции окна при решений поставленных ■ задач.

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1. Разработана методика анализа декамегрового радиоканала при НЗ ионосферы непрерывным ЛЧМ радиосигналом. Методика заключается в последовательном формальном построении решения задачи об отклике радиоканала на широкополосный ЛЧМ радиосигнал и приведении решения к аналитическому виду с помощью преобразований, вытекающих из характеристик ионосферного канала связи и устройств приемного комплекса ионозонда. Разработанная методика позволяет обойтись без решения задачи распространения широкополосного КВ радиосигнала в ионосфере. Показано, что регистрируемый спектр отдельной временной выборки принятого радиосигнала идентичен отклику ионосферного канала связи на узкополосный КВ радиосигнал с огибающей, повторяющей форму спектральной функции окна.

2. В рамках МНВ получено решение задачи возбуждения сферически-симметричного волновода Земля-ионосфера излучателем с произвольно заданным распределением тока. Разработаны методики и программно реализованы алгоритмы вычисления коэффициентов возбуждения нормальных волн для наиболее часто используемых в практике радиосвязи КВ антенн. Проведен анализ структуры ряда нормальных волн при расчете КВ поля излучения на дальности прямой видимости излучателя в зонах освещенности, тени и полутени.

3. В рамках метода нормальных волн получено решение задачи о возбуждении приемной антенны падающим КВ полем. Разработаны методики и программно реализованы алгоритмы вычисления коэффициентов приема нормальных волн для некоторых типов приемных КВ антенн.

4. Проведено построение передаточной функции изотропного ионосферного КВ канала связи, состоящего из антенно-фидерных приемно-передающих систем и сферически-симметричного волновода Земля-ионосфера, в виде ряда нормальных волн.

5. Разработана методике и программно реализован алгоритм расчета формы пегистрируемого спектра при НЗ ионосферного канала связи непрерывным ЛЧМ радиосигналом для окна гауссового вида. Проведен Теоретический анализ и представлены результаты исследования формы регистрируемого спектра при различных режимах работы ЛЧМ ионозонда.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Куркин В.И.,ррлов И.И., Попов В.Н., Хахипов В.В. Возбуждение волновода Земля-ионосфера решеткой из элемеи гарных

диполей //Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Соллиа. М..-Наука, 1980, вып.51, с. 14-16.

2. Парфенов Ю.В., Персиков В.М., Хахинов В.В. Поглощение нормальных воли в волноводе Земля-ионосфера //Исследования по гепмагиезшму, аэрономии н физике Солнца. М.:Наука, 1984, вып.67, с.142-148.

3. К^пкин В.И.. Хахинов В.В. О возбуждении сферического волновода Земля-ионосфера произвольным распределением тока //Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.г Наука, 1984, вып.69, с. 16-22.

4. Алты: щева В.И., Ильин Н.В.. Куркин В.И., Орлов А.И., Орлов И.И., Полех Н.М., Пономарчук С.Н., Хахинов В.В. Моделирование декаметрового радиоканала на основе метода нормальных волн //Техника средств езязи.Серия СС. М.:Экос, 1987, вып.5. с.28-34

5. Куркин В.И.. Орлов И.И.. Хахинов В.В. О связи коэффициентов побуждения нормальных воли с диаграммой направленности излучателя //Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.:Наука, 1987, вып.80, с. 118-122.

6. Altyntsexa V.I., Brynko I.G., Galkin I.A., Grozov V.P., Dvinskikh N.I., Kurkin V.I., Nosov V.E., Matyushonok S.M., Savkov S.S., and Khakhinov V.V. Application of the Normal Mode Approach to the HF-Propagation Long-term and Short-term Predictions. Preprint Sib IZMIR 28-90. Irkutsk, 1990. 9 p. (Submitted to XXIII General Assembly of URSI. Prague, 1990).

7. Altyntseva V.I.. I!yin N.V., Kurkin V.I., Orlov A.I., Orlov 1.1., Ponomarchuk S.N.. Potekhin A P.. Savkov S.S., and Khakhinov V.V. Waveguide Approach to Modeling of the Propagation of HF-.signals in the Earth-Ionosphere Waveguide. Preprint SiblZMIR 23-90. Irkutsk,

1990. lip. (Submittied to ХХШ General Assembly of URSI, Prague, 1990).

8. Алтынцева В.И., Брынько И.Г., Галкин И.А., Грозов В.П., Двинских Н.И., Котович Г.В., Куркнн В.И., Носов В.Е., Матюшонок С.М., Савков С.С., Хахинов В.В. Автоматизированный комплекс средств прогнозирования условий распространения декаметровых радиоволн на базе ионозонда с линейной частотной модуляцией и мини-ЭВМ //Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.:Наука, 1990, вып. 92, с.141-152.

9. Ильин Н.В., Куркнн В.И., Носов В.Е., Орлов И.И., Пономарчук С.Н., Хахинов В.В. Моделирование характеристик J14M сигналов при наклонном зондировании ионосферы //Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.гНаука, 1995, вып. 103, с. 149-157.

10. llyin N.V., Kurkin V.l., Nosov V.E., Ponomarchuk S.N., and Khakhinov V.V. The theory of chirp-signal sounding //Proceedings of the 1996 International Symposium on Antennas and Propagation. V.3, p.689-692.

П. Хахинов B.B. Анализ поля KB излучения на основе метода нормальных волч //Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.:Наука, 1997, вып.107. (в печати).

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Филипп Н.Д., Блаунштейн Н.Ш., Ерухимов Л.М. и др. Современные методы исследовании динамических процессов в ионосфере. Кишинев:Штиинца, 1991, 288 с.

2. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Потснцицльные возможности ЛЧМ-зонда как средства диагностики ионосферного радиоканала //Изв.вузов, Сев.-Кавк. регион. Естеств.науки, 1995, № 4, с.25-28.

3. Краснушкин П.Е. Метод нормальных волн в применении к

проблеме дальних радиосвязей. М.:Иэд-во МГУ, 1947, 52 с.

4. Куркин В.Vf.; Орлов И.И.. Попов В.Н. Метод нормальных волн в проблеме коротковолновой радиосвязи. М.:Паука, (981,121 с.

5. Алтынцева В.И., Брынько И.Г., Галкин И.Л. и др. Автоматизированный комплекс средств прогнозирования условий распространения декамегровых радиоволн на базе иопозонда с линейной частотной модуляцией и мини-ЭВМ //Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.:Наука, 1990, пмп. 92, с. 141-152.

6. Грозов В.П., Котович Г.В., Пономарчук С.Н. и др. Программный комплекс расчета оптимальных рабочих частот региональных связных КВ радиотрасс //Информационные технологии и радиосети - 96. Омск, 1996, с.62-63.

7. Айзенберг Г.З., Белоусов С.П., Журбенко Э.М. и др. ■ Коротковолновые антенны. М.:Радно и связь, 1985, 536 с.

8. Баипштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.:Радио и свяч,. 1488. 440 с.

9. Фок В.А. Проблемы диффракции и распространения электромагнитных волн. М.:Сов.радио, 1970, 5I7 с.

10. Лавров Г.А., Князев A.C. Приземные и подземные антенны. М.:Сов.радио, 1965, 472 с.

11. Михайлов С.Я. Решение задачи распространения КВ-сигнала в трехмерно-неоднородном изотропном Земля-ионосфера. П. Адиабатическое приближение //Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.:Наука, 1987. вып.77, с. 17-28.