Моделирование процесса распространения радиоволн в канале «земля-атмосфера»


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.6.25

Полный текст:


Аннотация

Постановка проблемы: моделирование и анализ процесса распространения радиоволн в канале «земля-атмосфера» с учетом вариаций коэффициентов рассеивания являются актуальными задачами. Интерес в данной области связан с изучением особенностей распространения радиоволн в канале «земля-атмосфера» при загоризонтной локации в сложных метеорологических и климатических условиях, где нижняя стенка представлена шероховатой земной поверхностью, а верхняя - атмосферой, турбулентной структурой. Методы: использованы методы анализа рассеяния электромагнитных волн от шероховатых поверхностей, от атмосферных турбулентных структур; методы моделирования процесса распространения радиоволн между двумя шероховатыми поверхностями; методы теории вероятности и математической статистики применительно к флуктуациям электромагнитных параметров канала «земля-атмосфера». Результаты: получены характеристики отражающих свойств шероховатой земной поверхности и атмосферы, содержащей турбулентные образования, с учетом влияния гидрометеоров на затухание сигнала при распространении в канале «земля-атмосфера». Для разработанной модели были взяты за основу следующие условия: строение атмосферы, строение гидрометеоров, турбулентность атмосферы, отражающие свойства от турбулентных неоднородностей атмосферы, учет влияния гидрометеоров на затухание и фединг сигнала. Разработан метод численного расчета характеристик электромагнитного поля при его распространении в канале «земля-атмосфера». Практическая значимость: представленная модель распространения радиоволн, адекватная реальному радиоканалу «земля-атмосфера», позволяет проводить компьютерные эксперименты для разработки алгоритмов передачи данных на большие расстояния, а также полунатурные эксперименты для отработки аппаратуры загоризонтной локационной техники.

Об авторах

Вадим Александрович Ненашев
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


Натан Шаевич Блаунштейн
Негевский университет им. Бен-Гуриона
Россия


Список литературы

1. Рытов С. М., Кравцов Ю. А., Татарский В. И. Введение в статистическую радиофизику. Ч. II: Случайные поля. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1978. - 484 с.

2. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т. 2: Многократное рассеяние, турбулентность, шероховатые поверхности и дистанционное зондирование. - М.: Мир, 1981. - 319 с.

3. Басс Ф. Г., Фукс И. М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. - М.: Наука, 1972. - 424 с.

4. Andersen J. Bach. Array Gain and Capacity for Known Random Channels with Multiple Element Arrays at Both Ends// IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 2000. Vol. 18. N 11. P. 2172-2178.

5. Andersen J. Bach. Antenna Arrays in Mobile Communications: Gain, Diversity, and Channel Capacity// IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2000. Vol. 42. N 2. P. 12-16.

6. Blaunstein N., Ch. Christodoulou. Radio Propagation and Adaptive Antennas for Wireless Communication Links: Terrestrial, Atmospheric and Ionospheric. 1st ed. - New York, Taylor and France, 2007. - 614 p.

7. Blaunstein N., Ch. Christodoulou. Radio Propagation and Adaptive Antennas for Wireless Communication Networks: Wiley Series in Microwave and Optical Engineering. Second ed. - Wiley, 2014. - 760 p.

8. Арманд Н. А., Палатов К. И. Проблемы радиотехники и радиофизики// Радиотехника и радиоэлектроника. 1993. Т. 38. № 10. C. 1734-1750.

9. Фейнберг E. Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 546 с.

10. Бреховских Л. M. Дифракция электромагнитных волн на неровной поверхности// ДАН СССР. 1951. Т. 81. № 6. С. 1023-1026.

11. Исакович М. А. Рассеяние волн от статистически шероховатой поверхности// ЖЭТФ. 1952. Т. 23. № 3. С. 305-314.

12. Шмелев А. Б. Рассеивание волн статистически неровными поверхностями// УФН. 1972. Т. 106. № 3. С. 459-475.

13. Красюк Н. П., Коблов В. Л., Красюк В. Н. Влияние тропосферы и подстилающей поверхности на работу РЛС. - М.: Радио и связь, 1988. - 216 с.

14. Казаков Л. Я., Ломакин А. Н. Неоднородности коэффициента преломления воздуха в тропосфере/ АН СССР; Ин-т радиотехники и электроники. - М.: Наука, 1976. - 163 с.

15. Паршуков В. А., Зражевский А. Ю., Новичихин Е. П. Влияние нижней части пограничного слоя атмосферы на астрономическую радиорефракцию// Тез. докл. XXVI Радиоастрономической конф. - СПб.: ИПА РАН, 1995. С. 279-280.

16. Блаунштейн Н. Ш., Сергеев М. Б., Шепета А. П. Прикладные аспекты электродинамики. - СПб.: Аграф+, 2016. - 272 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Ненашев В.А., Блаунштейн Н.Ш. Моделирование процесса распространения радиоволн в канале «земля-атмосфера». Информационно-управляющие системы. 2016;(6):25-33. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.6.25

For citation: Nenashev V.A., Blaunstein N.S. Modeling Radio Wave Propagation i n an Earth-Atmosphere Channel. Information and Control Systems. 2016;(6):25-33. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.6.25

Просмотров: 29


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)