Моделирование в задачах многолучевого распространения радиоволн СВЧ над реальными поверхностями. тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ РАДІОФІЗИКИ ТА ЕЛЕКТРОНІКИ ім. О.Я. Усікова

РГ6 ОД

На правах рукопису УДК 621.371(260). 029.65 //

<с_

Логвінов Юрій Федорович

МОДЕЛЮВАННЯ У ЗАДАЧАХ БАГАТОПРОМЕНЕВОГО ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ НВЧ НАД РЕАЛЬНИМИ ПОВЕРХНЯМИ

Спеціальність 01.04.03 - радіофізика

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

Харків - 1997

Дисертація є рукопис.

Робота виконана в Інституті радіофізики та електроніки їм. О.Я. Усікова НАН України

Науковий керівник: доктор технічних наук,

професор В. Б. Разсказовський

Офіційні опоненти:

1. Доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, завідуючий відділом Інституту радіофізики та електроніки їм. О.Я. Усікова НАН України Ківва Ф.В.

2. Кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Інституту радіоастрономії НАН України Шарапов Л. І.

Провідна організація: Інститут Іоносфери Міносвіти та НАН

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 02.29.01 в Інституті радіофізики та електроніки ім. Усікова О.Я. НАН України /310085, м. Харків, вул. ак. Проскури 12/.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту радіофізики та електроніки їм. Усікова О.Я. НАН України за адресою: 310085, м. Харків, вул. ак. Проскури 12.

Автореферат розісланий 1997 р.

України, м. Харків

Захист дисертації відбудеться

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради. Д 02.^3.01

доктор фіз.-мат. наук ^ А С.М. Харківськи:

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ. АКТУАЛЬНІСТЬ РОБОТИ.

В останні роки відбувається Інтенсивне опанування діапазону міліметрових радіохвиль (ММХ) для розв’язання задач радіозв’язку, радіолокації, дистанційного зондування навколишнього середовища та багатьох Інших застосуваннь. Зацікавленість щодо цього діапазону-викликана багатьма перевагами, які дає його застосування порівняно з Іншими діапазонами, а також новими можливостями, обумовленими особливостями взаємодії ММХ з компонентами навколйіішього середовища. До відзначених особливостей цього діапазону можна віднести можли-зість створення на ММХ надширокополосних ліній передач та можливість створення вузьких хвильових пучків при припустимих габаритах антенних систем. До того ж при роботі у міллі-метровсму діапазоні значно легше забеспечується електромагнітна сумістність та поліпшується захищеність систем, у тому іислі від завад штучного походження.

Не менш важливе значення мають фізичні особливості взаємодії ММХ з газами атмосфери, гідрометеорами та об’єктами зізної природи, включаючи поверхню Землі. Явище резонансного юглинання у газах атмосфери та ослаблення ММХ гідрометеорами (хмари, туман, дощ. сніг) покладені в основу дистанційних методів зондування атмосфери: визначення розподілення в ній

газів, вологозапасу, температурного ходу та Інших параметрів. Висока чутливість розсіювання ММХ до структури шорстку-затих поверхонь - бризок та піни на воді, рослинного покриву « суші та стану грунту - робить їх ефективним Інструментом іеконтактного вимірювання характеристик об’єктів.

Особливу зацікавленість з точки зору практичного застосування міліметрових радіохвиль викликає область малих кутів ковзання, складаючих малі частки градуса. Це пов’язано з гим, що саме їм відповідають лінії зв’язку між кореспонден-гами, які знаходяться на поверхні моря або суші, а також /мови проходження радіохвиль від радіолокатора до цілі і зворотньо при радіолокації наземних та надводних об’єктів. Іри таких малих кутах ковзання просторова селективність ан-ген виявляється у більшості практичних випадків недостатньою аля роздільного прийому хвиль, що поширюються без взаємодії і поверхнею розподілу, та хвиль, перевипромінюваних ос-ганньою. Саме це явище отримало назву багатопроменевого по-

ширення та створило проблему розробки методів зниження його негативного впливу на роботу радіосистем. Загальновідомими є такі негативні явища, спричинювані багатопроменевим поширенням. як інтерференційні завмирання, що погіршують працю ліній зв’язку та умови радіолокаційного виявлення, та різьке зростання помилок вимірювання координат джерел випромінювання та цілей. З Іншого боку, знання зв’язку характеристик ба-гатопроменевих ліній зв’язку з параметрами відбиваючої поверхні дозволяє створювати методи дистанційного визначання стану поверхні розподілу та середовища над нею.

Теорія та методи аналітичного опису багатопроменевого поширення ММХ при малих кутах ковзання розроблялись багатьма авторами. До позитивних якостей аналітичного опису процесу розсіювання радіохвиль на поверхні розподілу можна віднести порівняну простоту отримуваних співвідношень та можливість швидкого отримання результатів. Однак припущення, ще звичайно приймаються при аналітичному описі разсіюванш хвиль (досить часто неконтрольовані), можуть приводити де невірних результатів. Цього можна хоча б частково уникнути, застосовуючи у розрахунках моделювання на ЕОМ, що дозволж значно зменшити кількість спрощуючих припущень про форму поверхні та врахувати деякі зв’язані з цим ефекти, зокрема, ефекти взаємних затінювань.

Другою перевагою моделювання багатопроменевого поширення на ЕОМ є можливість Імітації змін у часі та просторі сигналів на вході приймачів зв'язних або радіолокаційних станцій, у тому числі з урахуванням можливого руху як передавач; так 1 спостерігача. Це дозволяє здійснити Імітаційне моделювання на ЕОМ функціювання радіосистеми, що дасть змогу суттєво скоротити проведення коштовних натурних випробовуваннь

Дисертаційна робота присвячена розробці досить універ сального методу моделювання на ЕОМ багатопроменевого поши рення радіохвиль надвисокочастотного (НВЧ) діапазону над по верхнями моря та суші при висотах кореспондуючих пунктів д одиниць метрів на відстанях між ними в одиниці кілометрів т вивченню з його використанням особливостей багатопроменевог поширення радіохвиль.

Дослідження за темою дисертації здійснювались у відпо Бідності з реалізацією комплексної програми "Фундаментальн

- з -

дослідження міліметрових та субміліметрових хвиль та їх використання у народному господарстві" у рамках фундаментальних НДР "Дослідження просторово-часових характеристик та розробка розрахункових моделей поля міліметрових радіохвиль над морем при малій висоті кореспондуючого пункта" (номер держрегістрації N 0187.0 067838) та "Дослідження та розробка моделей впливу поширення міліметрових та сантіметрових радіохвиль над поверхнею Землі та їх розсіяння об'єктами на інформаційні властивості сигналів" (номер держрегістрації N СІ. 931ГО42280), здійснюваних відповідно по распорядженю Президії АН УРСР від 29.12.1986 р. N 451 та по плану Президії НАН України (розпорядження ВФА НАН України, протокол N 5 ВІД 14.09.1992 р.)

СТУПІНЬ ДОСЛІДЖЕНОСТІ ТЕМАТИКИ ДИСЕРТАЦІЇ.

У дисертації докладно проаналізовано існуючі на цей час підходи до створення моделей багатопроменевого поширення над

поверхнями моря та сущі з різноманітним рельєфом. Зазначено позитивні якості та недоліки кожного з раніш використовуваних підходів. Визначені перспективи розвитку моделей багатопроменевого поширення.

Приведено та докладно проаналізовано екпериментальні дані по багатопроменевсму поширенню радіохвиль НВЧ діапазону над поверхнями моря та суші. За результатами аналізу експериментальних даних визначено основні механізми взаємодії радіохвиль з реальними поверхнями Землі.

Чималий обсяг досліджень в дисертації стосується вивчення багатопроменевого поширення над морем, де на цей час накопичена значна кількість експериментально встановлених закономірностей. яким не вдалося дати пояснення у межах існуючої теорії. До того ж, при застосуванні моделювання процесів розсіювання радіохвиль поверхнею моря модель стає найбільш цілісною: від моделі самої поверхні та динаміки змін її форми у часі та просторі до характеристик вторинного поля НВЧ радіохвиль над нею.

Поверхні суші приділено менше уваги. З одного боку, моделюванню багатопроменевого поширення над нею присвячено більше праць, ніж над морем, а з іншого боку неминуче доводиться використовувати значні спрощуючі припущення та численні ем-

ліричні результати. Внаслідок цього моделювання поширення над сушею дає менше нових фізичних результатів, ніж це має місце прі моделюванні процесів розповсюдження над морем.

МЕТА ТА ОСНОВНІ ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ.

При розробці моделі ставились дві задачі. По-перше, поглибити уявлення про особливості багатопроменевого поширення при дуже малих кутах ковзання за рахунок моделювання змін просторового положення, орієнтації та кривизни відбиваючих елементів з одночасним урахуванням їх взаємних затінень. По-друге, розробити придатний для практичного використання при аналізі роботи радіосистем метод моделювання, оснований ' на уточнених уявленнях про радіофізику явищ.

Основні завдання дисертації є такі:

1. Обгрунтування та розробка методу моделювання на ЕОМ розсіювання радіохвіль міліметрового діапазону (ММД) реальними поверхнями при малих кутах ковзання.

2.Вивчення методом моделювання просторово-часових власти-

востей перевипромінюючих елементів поверхні та використання цих властивостей для пояснення експериментально встановлен-них закономірностей, для яких не знайдено обгрунтування при інших підходах. -

3. Розвиток уявлень про механізм відбиття радіохвиль ММД реальними поверхнями.

4.Створення пакету прикладних програм для моделювання на ЕОМ впливу багатопроменевого поширення при малих кутах ковзання на структуру вторинного поля та функціювання радіосистем.

НАУКОВА ТА ПРАКТИЧНА ЦІННІСТЬ РОБОТИ складається з наступного:

1. Розроблена та реалізована на ЕОМ модель розсіювання

радіохвиль НВЧ діапазону при малих кутах ковзання, яка дозволяє уточнити механізм розсіювання радіохвиль на шорсткуватій поверхні. ' -

2. Одержано нові дані по розподіленням дзеркальних елементів на трасі поширення та по впливу затінень на ці розподілення, у тому числі з урахуванням кривизни Землі.

3. З’ясовано деякі особливості спектру флуктуацій сигналів при багатопроменевому поширенні над морем та уточнено

межі застосування використовуваних зараз теоретичних методів: методу дотичної площини та методу дифракції радіохвіль

на напівнескінченному экран!.

4. Розроблено пакет прикладних програм, який може використовуватись при створенні моделей впливу багатопроменевого поширення над поверхнею на роботу радіотехнічних систем, в тому числі при русі одного або обох кореспондуючих пунктів.

ОСОБИСТИЙ ВНЕСОК ЗДОБУВАЧА.

Особистий внесок здобувача міститься у розробці методів вирішення поставленнях у роботі задач, створенні необхідного програмного обчислювального комплексу, проведенні чисельного експерименту та аналізу отриманих результатів.

АПРОБАЦІЯ РОБОТИ ТА ПУБЛІКАЦІЇ.

Матеріали Дисертації доповідались на обласній науковій конференції молодих вчених та спеціалістів (Харків, 1989 р.). Всесоюзній школі по поширенню ММ та СубММ хвиль у атмосфері (Н. Новгород 1991 р.). Міжнародній конференції "Фізика и техніка ММ и СубММ хвиль" (Харків, 1994 р.).

За результатами дисертації опубліковано 9 друкованих праць.

СТРУКТУРА ТА ОБСЯГ ДИСЕРТАЦІЇ.

Дисертація складається з вступу, трьох розділів, основних результатів досліджень та списку використаної літератури. Вона викладена на 141 сторінці машинописного тексту, до неї входять 41 малюнок, 13 таблиць та список літератури з

71 наіменувань.

МЕТОД ДОСЛІДЖЕННЯ.

Основним методом дослідження у дисертації було моделювання на ЕОМ фізики розсіювання радіохвиль шорсткуватими поверхнями з теоретичним обгрунтуванням моделювання та з наступним використанням модельних даних для вивчення особливостей багатопроменевого поширення. Були також використані методи математичної фізики та числові методи.

- 6 -

СТУПІНЬ ДОСТОВІРНОСТІ ОТРИМАНОЇ ІНФОРМАЦІЇ.

Результати погоджуються з даними, одержаними раніш як теоретико-розрахунковими, так 1 експериментальними методами. Отримані результати поширили та доповнили Існуючі уявлення щодо механізму розсіювання радіохвиль.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ.

У. ВСТУПІ показана актуальність розробки моделі багато-променевого поширення хвиль НВЧ при малих кутах ковзання. Сформульовані наукова новизна та практична цінність одержаних результатів, надана структура та короткий огляд змісту дисертації.

В ПЕРШОМУ РОЗДІЛІ проведено порівняльний аналіз відомих з літературних джерел моделей багатопроменевого поширення радіохвиль. Показано, що перевагу при моделюванні необхідно віддавати моделям, які відтворюють радіофізичний еквівалент траси з врахуванням профілю поверхні розподілу.

Наведено експериментальні дані по поширенню радіохвиль НВЧ діапазону та зроблено оцінку впливу на нього процесів в нижніх шарах тропосфери, зокрема, опадів. Показано, що реальна дальність використання хвиль даного діапазону практично обмежена досяжними потенціалами існуючих джерел випромінювання. Ця дальність обмежена ^відстанями 7...10 км. На розглянутих дальностях у точці прийому переважають ефекти, викликані впливом поверхні розподілу. Тропосферні спотворення сигналів до дальностей 7... 10 км складають не більш ніж 8... 10 процентів від загального рівня спотворень.

З’ясовано, що теорія, заснована на методі Кірхгофа, вірно описує властивості вторинного поля над поверхнею. Це наявність дзеркальної (когерентної) та дифузної (некогерент-нох) компонент та залежність Інтенсивності цих компонент від висоти шорсткуватості та куту ковзання у широкому діапазоні змінень параметрів. .

Це дає підставу при створенні моделей розсіювання міліметрових хвиль при малих кутах ксззання використовувати метод Кірхгофа для розрахунку вторинного поля. Для морської поверхні, яка характеризується електричною рідністю та характерним розміром шорсткуватості, значно перевищуючим довжину радіохвилі, можливо застосування модифікації методу

- 7 -

Іірхгофа - методу дотичної площини.

За результатами аналізу експериментальних даних вказані )Сновні механізми взаємодії радіохвиль НВЧ діапазону з ре-ільними поверхнями Землі. Задля області малих кутів ковзання, коли затінення значні, в деяких випадках виникає необхідність врахування у формуванні вторинного поля дифракційного механізму. В.цьому випадку відбивна трактовка формування вторинного поля та дифракційний механізм повинні враховуватись одночасно.

У ДРУГОМУ РОЗДІЛІ обгрунтовано основні алгоритми, закладені в основу моделі, та наведено важливі результати, одержані у ході моделювання. Одержано дані по затіненням як для у середньому рівних випадкових поверхонь, так і для поверхонь. які враховують кривизну Землі. Наведено та проаналізовано дані по розподілу дзеркальних елементів вздовж траси та поперек неї, розподілу їх висот, нахилів, середньої кривизни. Виявлено раніш ніде не відзначене збільшення концентрації перевипромінюючих дзеркально елементів поверхні на кінцевих ділянках траси. Наведені траєкторні характеристики дзеркальних елементів: амплітуди просторових переміщень, їх

середнє перебування у освітленому просторі (" час життя"), середні висоти відбиваючих елементів поверхні. Підтверджено висновки теоретичних досліджень про зсув у бік гребнів морських хвиль шару відбиваючих елементів та одержано кількісні характеристики їх переміщень за "час життя". Встановлено. що час перебування відбиваючих елементів у освітленому просторі, тобто коли вони не є затіненими як з боку випромі -нювача, так і з боку приймача, є суттєво менший порівняно з повніш часом існування відбиваючого елемента. Наслідком цього є поява досить крутих фронтів елементарних імпульсів пере-випромінювання відповідаючим митям виходу відбиваючих елементів поверхні з тіні та заходу до неї.

Стосовно моделювання багатопромєневого поширення радіохвилі над сувею розроблен алгоритм по вибору кроку дискеті-зації поверхні при реалізації на ЕОМ синтезу багатопромене-вого сигналу в точці прийому. З'ясовано, що крок дискретіза-ції поверхні повинен вибиратися як компроміс з двох суперечливих вимагань: для скорочення обчислюваних витрат він повинен бути як можна більшим, але з іншого боку він повинен

складати не більш напівширини зони Френеля з найбільшим ура ховуваним номером.

У ТРЕТЬОМУ РОЗДІЛІ проведено порівняльний аналіз дани моделювання з теоретико-розрахунковими даними та результата ми експериментальних досліджень. Показано, що результати мо делювання знаходяться в доброму збігу по формі "блискучо! поверхні з вже Існуючими теоретичними та експериментальним даними. Зроблено докладне пояснення механізму виникнення 61 модальної структури як у функції освітлення поверхні, так у розподілу дзеркальних елементів вздовж траси поширення ра діохвилі. На підставі даних моделювання траєкторій дзеркаль них елементів дано пояснення деяких особливостей спектр: флуктуацій сигналів при багатопроменевому поширенні над морем. Це закон спадання спектру у його високочастотній області та слабка залежність ширини спектру від несучої частоті сигналу. З’ясовано, що спектр можна уявити як комбінації двох складових: частотнонезалежної та частотнозалежної. Час-тотнонезалежна складова спектру обумовлена перевіпромінюван-ням від середньої частини траси та дає домінуючий внесок і сумарний сигнал. Вона є результат усереднення спектрів, близьких до спектрів прямокутних Імпульсів, та залежиті тільки від законів розподілення їх амплітуд та тривалостей. Спадання спектральної щільності за межами енергійної частині спектру повинно відбуватися по закону Р'п. п > 2. Доведено, що показники ступеню, більш вищі, ніж п = 2 означають, ще фронти імпульсів мають кінцеву ширину, зумовлену дифракційними ефектами при проходжені відбиваючим елементом межі затінку. Складова спектру, створена перевипромінюванням віл кінцевих частин траси, залежить від несучої частоти, бо вона утворена сигналами від поверхні розподілу з великими амплітудами змінення фаз. Ступінь залежності повного спектру флуктуацій від несучої частоти визначається співвідношенням Інтенсивностей першої, частотнонезалежної, та другої, частотнозалежної. складових. Перевага при малих кутах ковзання першої складової, створюваної більшою частиною траси за вий-нятком її кінцевих зон, приводить до відсутності чітко вираженої залежності повної форми спектру від несучої частоти.

Отримані дані про середню кривизну поверхні у незатіне-них дзеркальних елементах та про їх нахили дозволили обгрун-

'вати застосування двох протилежних за припущенням матема-ічних методів опису елементарних сигналів від елементів по-грхні: методу дотичної площини, коли елемент вважається іабко викривленим ( майже плоским), або, навпаки, коли еле-;нт замінюється півплощиною, на межі якої відбувається диф-ікція радіохвиль. Доведено, що при малих висотах кореспон-дічих пунктів для отримання значень елементарних сигналів Ід кінцевих ділянок траси можна застосовувати метод дотич-зї площини. Для центральних ділянок траси доцільно застосо-увати метод дифракції радіохвіль на напівнескінченому зкра-і.

В останньому розділі сформульовані ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ

ДОСЛІДЖЕНЬ:

і. У дисертації вирішена задача обгрунтування та розроби методу моделювання на ЕОМ багатопроменевого поширення ра-іохвиль. поєднуючого моделювання форми поверхні розподілу а радіофізичні процеси розсіювання на неї міліметрових та

антиметрових радіохвиль при малих кутах ковзання. Метод мо-:е бути застосований при моделюванні процесу поширення радіо-:виль як на морі, та і на суші з різноманітним рельєфом іісцевості при мінливих по трасі характеристиках грунту та юслинного покриву.

2. Розроблено та реалізовано у вигляді прикладних програм алгоритми моделювання, які можуть служити базовими при створенні моделей впливу багатопроменевого поширення над по-зерхнею на дію радіотехничних систем, у тому числі при русі здного або обох кореспондуючих пунктів.

3. Методами моделювання вивчені властивості перевипро-' мінюючих елементів поверхні та вплив їх взаємних затінень:

а) отримані ймовірності затінень приймача, розташованого на малій висоті над поверхнею або безпосередньо на ній, у тому числі з врахуванням кривизни Землі;

б) визначена протяжність ділянок, котрі є достатніми при оцінці затінення низькорозташованих кореспондуючих пунктів:

в) одержано розподілення дзеркальних елементів як уздовж траси поширення, так 1 поперек неї з урахуванням та без урахування затінення. Відзначено бімодальність структури розподілення дзеркальних елементів уздовж траси при малих

кутах ковзання, яка зв’яЗана з виглядом функції освітленн елементів поверхні на трасі поширення радіохвиль. Разом 1 зменшенням кутів ковзання відбувається трансформація розпо ділення з одномодальної з максимумом в середній частині тра си (для симетричної траси) у бімодальну з максимумами побли зу її кінців;

г) отримано розподілення висот незатіненних дзеркальни: злементів уздовж траси поширення. Показано, що при зниженн висот кореспондуючих пунктів відбувається зростання середні: висот дзеркально відбиваючих злементів шорсткуватої поверх ні. котрі у 2. ..З рази можуть перевищувати значення ефектив ної висоти шорсткуватостей;

д) для поверхні моря одержані характеристики траєкторії

дзеркальних елементів: тривалість "часу життя", максимальні

(у середньому) переміщення дзеркальних елементів у вертикальному напрямку та уздовж траси поширення;

е) оцінені розподілення кривизни незатінених дзеркальних елементів уздовж траси поширення. Показано, що прі збільшенні висот кореспондуючих пунктів відбувається деякі зменшення середньої кривизни дзеркальних елементів, обумовлене "включенням в працю" крім елементів дзеркального відбиття з найбільш високих вершин шорсткуватостей. де значенні кривизни найбільше, ще й елементів дзеркального відбитті разташованних на вершинах шорсткуватостей з меншими висотами. де значення кривизни менше;

ж) отримано розподілення нахилів незатінених дзеркальних елементів уздовж траси поширення. З’ясовано, що максимальні (у середньому) нахили незатінених дзеркальних елементів, розташованих на кінцевих ділянках траси, можуть значне (в 2... З рази) первищувати середньоквадратичне значення нахилів для даної поверхні.

4. Дано пояснення особливостей спектрів флуктуацій сигналів при багатопроменевому поширенні над морем. Встановлено, що при малих кутах ковзання домінуючий вплив на формі спектрів справляє амплітудна модуляція, зумовлена виходої відбиваючих елементів з зони тіні й заходженням їх у цю зону. що надає елементарним сигналам вигляду Імпульсів з крутими фронтами. Із застосуванням модельних даних по траєкторіям відбиваючих елементів оцінена фазова модуляція елемен-

арних сигналів та її вплив на форму спектру флуктуацій сиг-алів при багатопроменевому поширенні над морем.

5. Для сухопутних трас розроблені алгоритми формування х радіофізичних моделей, що містять у собі знахождення не-іатінених перевипромінюючих ділянок траси, побудову матема-тічної моделі згладженого рельєфу із застосуванням :плайн-функцій, врахування змінень відбиваючих властивостей юверхонь під впливом шорсткуватості грунту та рослинного юкриву на ньому.

6. Обгрунтовано застосування у моделюванні відбивань

зід суші інтегрального рівняння Гріна у поєднанні з методом Кірхгофа при заданні поля на поверхні, що дозволяє врахувати мінливість коефіцієнтів відбиття на трасі у межах Істотної для відбиття зони. Сформульовано вимоги до вибору, що кроку інтегрування як компромісу з двох суперечливих вимог: для

скорочення обчислюваних витрат він повинен бути як можна більшим, але з Іншого боку він повинен складати не більш на-півширини зони Френеля з найбільшим урахованим номером.

7. На основі одержаних даних про розподілення середньої кривизни елементів поверхні, які беруть участь у перевипромі-нюванні поля, показано, що при малих висотах кореспондуючих пунктів отримання значень елементарних сигналів від кінцевих ділянок траси можливо з застосуванням методу дотичної площини. Для центральних ділянок траси доцільно застосування методу дифракції радіохвіль на капівнескінченому екрані.

Основні результати роботи наведені у таких публікаціях:

1. Логвинов Ю.Ф. Затенения источника случайной поверхностью //Распространение радиоволн миллиметрового и субмиллимет-рового диапазонов: Сб. науч. тр. - Харьков: Ин-т радиофизики и электроники АН УССР, 1989. - С. 76 - 82.

2. Логвинов Ю.Ф.. Педенко Ю.А., Разсказовский В.Б. Дифракционная модель многолучевого распространения над неровной поверхностью при малых углах скольжения //Изв. вузов. Радиофизика.- 1996, - Т. 39, N 5. - С. 547 -558.

3. Логвинов Ю. Ф., Педенко Ю. А., Разсказовский В. Б. Влияние затенений на спектр флуктуаций ММВ при многолучевом распространении над морем // Распространение радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов: Сб. науч. тр. -

- 12 -

Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. 199!

- С. 17 - 30.

4. Логвинов Ю. Ф.. Педенко Ю. А.. Разсказовский В.Б. Дифраквд онная модель многолучевого распространения над неровне поверхностью при малых углах скольжения // Распростране ние радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазо нов: Сб. науч. тр. - Харьков: Ин-т радиофизики и электро ники'НАН Украины, 1995. - С. 3 - 16.

5. Исследование пространственно-временных характеристик

разработка расчетных моделей поля миллиметровых радиовол над морем при малой высоте корреспондирующего пункта. От чет по НИР "Ранец" (заключ.), ИРЭ АН УССР. Рук. темы В.Б Разсказовский. -N ГР 0.187.0 667838; Инв. N 02.92

0005214.- Харьков, 1991.

6. Логвинов Ю.Ф. Моделирование статистики точек зеркальноп отражения на морской трассе // IY Всесоюзная школа го распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн i атмосфере. Нижний Новгород, 3-10 сентября 1991 г.: Тезис! докладов / АН СССР и др.; Редкол.; Н.А. Арманд (отв.ред.; и др. - Нижний Новгород: Научно-исследовательский радиофизический институт, 1991. - С. 88-89.

7. Logvinov Y. F., Pedenko Y. А., Razskazovsky V. В. Mon precise model of millimeter wave fluctuation on multipart propagation over sea. International slmposlum "Physics and engineering of millimeter and submillimeter waves". Conference proceedings, vol.3, June 7-10 1994, Kharkov, Ukraine.((632-636))

ABSTRACT

Logvinov J.F. The simulation In the tasks concerned the propagation of UHF radlowaves over real surfaces. The thesis is a manuscript.

The thesis for a competition of Ph.D. In physics and mathematics, speciality 01.04.03 - radiophysics, Uslkov, Institute of radlophyslcs and electonlcs of NAS o.f Ukraine. Kharkov, 1997.

The task of substantiating and elaboration of method linked with simulation of millimeter radlowaves scattering by practical surfaces under low grazing angles have been

- 13 -

lived In the thesis by the use of electronic computer.

The Influence of mutual shadowing of roughness on some laracterlstics of illuminating reradlatlng elements are ;arned by the methods of simulation of sea surface as ireedimensional function of space coordinates and time: 'obability of shadowing, distribution of specular points, lelr heights, slopes and curvatures. The bimodallty of Lstributlon of specular points along a trace under low razing angles, which is linked with the kind of function of Lllmination of the elements desplaced on surface, have been irked.

The amplitude and phaze modulation of elementary lgnals and their Influence on the shape of spectra of ignal fluctuations under multipath propagation over sea ave been estimated by use of simulation data apply to rajeclories of reflecting elements. It have been showed hat under low grazing angles the shape of spectra may be xplained by influence of the amplitude modulation caused by oing out of reflecting elements from behind the shadow and topping at it. It allows to explain the neglebility ependence of shape and width of spectra versus wavelength.

АННОТАЦИЯ.

[огвинов Ю. Ф. Моделирование в задачах многолучевого расп-юстранения радиоволн СВЧ над реальными поверхностями. - Рукопись.

Шссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03 - радиофизика. -1ститут радиофизики и электроники им. Усикова А.Я. НАН Укра-шы. Харьков, 1997.

В диссертации решена задача обоснования и разработки метода моделирования поля СВЧ. переизлученного реальными неровными поверхностями, и иследования на его основе особенос-гей флуктуаций сигналов при многолучевом распространении над морем миллиметровых и сантиметровых радиоволн.

Методами моделирования морской поверхности как трехмерной функции пространственных координат и времени изучено влияние взаимных затенений неровностей трассы на свойства освещенных переизлучающих элементов: вероятности затенений, распределе-

ния зеркальных элементов, их высот, наклонов и кривизн. От мечена бимодальность распределения зеркальных точек вдoJ трассы при малых углах скольжения, которая связана с виде функции освещенности элементов поверхности.

С использованием модельных данных о траекториях отражг ющих элементов оценены амплитудная и фазовая модуляция элс ментарных сигналов и их влияние на форму спектра флуктуащ сигналов при многолучевом распространении над морем. Показг но, что при малых углах скольжения форма спектра объясняете влиянием амплитудной модуляции, обусловленной выходом отрг жающих элементов из тени и заходом в неб. Это позволяет об* яснить экспериментально установленную слабую зависимое! формы и ширины спектра от длины волны.

Ключові слова: багатопроменеве поширення, міліметрові хвилі малі кути ковзання, шорсткувата поверхня поділу.

Наукове видання

ЛОГВІНОВ Юрій Федорович

МОДЕЛЮВАННЯ У ЗАДАЧАХ БАГАТОПРОМЕНЕВОГО ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ НВЧ НАД РЕАЛЬНИМИ ПОВЕРХНЯМИ

Отв. за выпуск Горошко Е.Е.

Подп. в печ. 13.05.97. Формат 60x84/16.

Бум. офс. Офс.печ. Усл.-печ. л. 1,0. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Зак. 31. Без цены.

Ротапринт ИРЭ НАН Украины Харьков-85, ул.Академика Проскуры, 12