Влияние свойств ионосферы на характер распостранения радиоволн ВЧ диапазона
Исследование влияния свойств ионосферы на характер распространения радиоволн ВЧ диапазона. Структура РТС, использующей для связи физическую среду. Пример суточных вариаций профиля электронной концентрации. Дневная и ночная структура ионосферы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.12.2024 |
| Размер файла | 3,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Влияние свойств ионосферы на характер распостранения радиоволон ВЧ диапазона
Римских И.В.
Аннотация
Статья посвящена влиянию свойств ионосферы на характер распространения радиоволн ВЧ диапазона. Построение ВЧ системы радиосвязи является сложной задачей, зависящей в значительной степени от условий распространения радиоволн, помеховой обстановки в месте приема, технических характеристик приемного, передающего оборудования и имеющихся антенных систем.
Ключевые слова: радиотехническая система, электронная
концентрация, суточная вариация электронной концентрации, высокоширотные радиолинии.
Annotation
The article is devoted to the influence of the properties of the ionosphere on the nature of the propagation of RF radio waves. The construction of an RF radio communication system is a complex task, depending largely on the conditions ofpropagation of radio waves, the interference situation at the receiving site, the technical characteristics of the receiving, transmitting equipment and available antenna systems.
Key words: radio engineering system, electronic concentration, daily variation of electronic concentration, high-latitude radio lines.
Радиотехническая система (РТС) радиосвязи имеет структуру, представленную на рисунке 1. Она свидетельствует о том, что физическая среда распространения радиоволн (в нашем случае ионосфера) является неотъемлемой составной частью этой РТС, и поэтому ее называют радиоканалом распространения [1].
Рисунок 1. Структура РТС, использующей для связи физическую среду
Известно, [2] что ионосфера характеризуется профилем электронной концентрации, который связан с частотой собственных колебаний электронов (плазменной частотой), формулой:
где N - электронная концентрация, [эл/см3].
Профиль концентрации имеет несколько максимумов, соответствующих максимальной концентрации в слое. Профиль меняется в зависимости от географического положения, времени суток, сезона, солнечной активности и процессов на Солнце.
Таблица 1. Электронная концентрация в ионосфере
Пример суточных вариаций N(h) представлен [3] на рисунке 2.
Рисунок 2. Пример суточных вариаций профиля электронной концентрации.
Эти вариации носят квазирегулярный характер и поэтому могут прогнозироваться. Непрогнозируемые воздействия на ионосферу связаны с вспышками на Солнце, которые являются случайными событиями. По солнечному воздействию на ионосферу условия распространения делятся на спокойные и возмущенные.
По географическому положению радиотрассы принято разделять на: экваториальные или низкоширотные - находятся от 0°до 35°, среднеширотные - 35°-?55°, субавроральные - примерно от 55° до 65°, дальше до полюса простираются высокоширотные радиотрассы.
На рисунке 3 представлена схема слоистой структуры дневной и ночной ионосферы.
Рисунок 3. Дневная и ночная структура ионосферы
Плазменную частоту электронов в максимуме слоя принято называть его критической частотой:
ионосфера диапазон радиоволна
где Nmax - максимальная электронная концентрация в слое, [эл/см3].
Условия распространения радиоволн ВЧ диапазона (ДКМВ радиоволн) в высоких широтах определяются, не только протяженностью трассы, используемыми рабочими частотами, а в значительной степени, состоянием ионосферы, взаимным расположением радиолиний и зоны авроральной активности. Большая часть территории РФ расположена между (75 ^ 50) градусами северной широты, около 20% территории лежит за Северным полярным кругом.
К основным типам высокоширотных радиолиний ДКМВ радиосвязи, используемых в настоящее время, относятся:
авроральные трассы, проходящие полностью (включая области отражения) в авроральной зоне;
субавроральные радиотрассы, характеризующиеся тем, что их область отражения лежит в непосредственной близости от авроральной зоны (оба конечных пункта расположены в средних широтах либо один из конечных пунктов - в авроральной зоне, а другой - в средних широтах);
трансавроральные радиотрассы, частично проходящие через авроральную зону с областью отражения в этой зоне (конечные пункты могут находиться либо в средних широтах, либо в полярной шапке);
внутриполярные трассы, целиком расположенные в зоне полярной шапки;
- трансполярные радиотрассы, частично заходящие в зону полярной шапки и имеющие область отражения в ней [4].
В ВЧ радиосвязи радиолинии делятся на: короткие (до 200^400 км); средние (от 200^400 до 1000 км.) и протяженные (от 1000 км и дальше). Распространение радиоволн осуществляется как поверхностным, так и пространственным способом. Поверхностное (земное) распространение радиоволны ограничено расстоянием до горизонта, высотой подвеса антенны и мощностью радиопередатчика. При распространении вдоль поверхности Земли поверхностные волны ВЧ диапазона быстро затухают. Напряженность поля, создаваемого передатчиком мощностью 1 кВт снижается до 1 мкВ/м, в зависимости от подстилающей поверхности, на различных расстояниях (для суши - порядка 100 км, для моря - 300:500 км.) [5]. Особенностью распространения радиоволн ВЧ диапазона является эффект мирового эхо (LDE - Long delayed echo). Лучи, имеющие различные пути распространения, приходят в место приема не одновременно, что вызывает явление эхо на приемной стороне. Существуют ближнее и дальнее (обратное) эхо. Разность хода лучей может достигать десятков миллисекунд.
Использованные источники
Коршунов, Д.В. Анализ факторов, влияющих на качество радиосвязи в КВ - диапазоне [Электронный ресурс].- URL: https:ZZcyberleninka.ru/article/nZanaliz- faktorov-vliyayuschih-na-kachestvo-radiosvyazi-112v-kv-diapazone/viewev.
Распространение радиоволн: труды XXVI Всероссийской открытой научной конференции (Казань, 1-6 июля 2019 г.): в 2 т. - К.: Изд-во Казанского университета, 2019. -T.II -608 c.
CCIR Recommendation 520. Use of High Frequency Ionospheric Channel Simulators / Int. Telecom. Union. Geneva, 1992. 4 p.
Ермолаев, В.Т. Эффективность линейной обработки сигналов в системах связи в условиях многолучевого ионосферного канала декаметрового диапазона / В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, С.А. Тираспольский //Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2016.№1. изд. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2016. С. 8-13.
Трутнев, К.И. Система коротковолновой радиосвязи с разнесенным приемом на вынесенном ретрансляторе и оптимизацией рабочих частот по данным наклонного зондирования ионосферы: дис. канд. тех. наук / Трутнев Константин Иванович. - Иркутск, 2011. - 141 с.
Размещено на Allbest.ru/
...Подобные документы
Общая классификация радиоволн по диапазонам и областям применения. Диапазоны радиочастот и радиоволн, установленные международным регламентом радиосвязи. Механизмы и зоны распространения. Особенности распространения устройства декаметрового диапазона.
контрольная работа [29,1 K], добавлен 02.04.2014История исследования электромагнитных волн различной длины, их общая характеристика и свойства. Особенности распространения волн коротковолнового диапазона, поверхностных и пространственных радиоволн. Сверхдлинные, длинные, средние и короткие волны.
реферат [1,6 M], добавлен 17.03.2011Системы передачи информации с помощью радиотехнических и радиоэлектронных приборов. Понятие, классификация радиоволн, особенности их распространения и диапазон. Факторы, влияющие на дальность и качество радиоволн. Рефракция и интерференция радиоволн.
реферат [81,5 K], добавлен 27.03.2009Общая характеристика моделей распространения радиоволн. Основные проблемы распространения и методы их решения. Моделирование распространения радиоволн в городе с помощью эмпирических моделей. Экспериментальное исследование уровня сигнала базовой станции.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 07.07.2012Особенности распространения радиоволн в системах мобильной связи. Разработка и моделирование программного обеспечения для изучения моделей распространения радиоволн в радиотелефонных сетях для городских условий. Потери передачи в удаленных линиях.
дипломная работа [5,1 M], добавлен 20.10.2013Построение сотовых систем мобильной и персональной связи. Структура радиосистем передачи. Распространение радиоволн в сотовых системах. Деление обслуживаемой территории на соты. Влияние Земли и атмосферы на распространение радиоволн. Базовая станция.
реферат [829,1 K], добавлен 19.05.2015Структура сотовой сети связи. Расчет числа радиоканалов, допустимой телефонной нагрузки, числа абонентов, количества базовых станций, радиуса зоны обслуживания станции, величины защитного расстояния, модели распространения радиоволн, мощности передатчика.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 22.06.2012Исследование схемы с управляющим входным аттенюатором. Анализ шумовых характеристик приборов. Построение усилителей мощности на основе интегральной микросхемы. Пример расчета транзисторного полосового усилителя мощности диапазона сверхвысокой частоты.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 03.06.2012Основные методы разделения режимов передачи и приема. Множественный доступ с частотным, временным, кодовым, пространственным разделениями каналов. Характер распространения радиоволн в диапазонах частот. Технологии мультиплексирования потоков данных.
презентация [1,5 M], добавлен 16.03.2014Типы синтезаторов частоты. Методы и приборы генерации сигналов средневолнового диапазона и способы их излучения. Разработка структурной схемы проектируемого устройства, обеспечение его питания. Исследование синтезатора частот средневолнового диапазона.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 23.09.2016Исследование особенностей распространения радиоволн в городской местности. Поляризационные характеристики лучей радиоканала и флуктуации уровня сигнала в городе. Расчет потерь сигнала радиосвязи и исследование распределение поля в городских условиях.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 06.06.2014Методика расчета дальности связи с подвижными объектами в гектометровом диапазоне при использовании направляющих линий. Базовые кривые распространения радиоволн. Коэффициенты, учитывающие флуктуации сигнала. Расчет дальности связи между локомотивами.
методичка [595,7 K], добавлен 14.10.2009Обобщенная структура перестраиваемых ARC-схем. Описание их модели матрично-векторной системой уравнений. Особенности их динамического диапазона и частотных свойств, расчет параметров. Общая характеристика процедуры синтеза интеграторных структур.
курсовая работа [442,5 K], добавлен 05.03.2011Лампы бегущей и обратной волны СВЧ диапазона. Расчет геометрии замедляющей системы, дисперсионной характеристики и сопротивления связи, геометрии и рабочих параметров вывода и ввода энергии, величины индуктивности фокусирующего магнитного поля.
контрольная работа [972,3 K], добавлен 20.06.2012Прогнозирование электромагнитной совместимости радиорелейной линии и радиолокационной станции. Параметры источников полезного и мешающего сигналов. Потери энергии на трассе распространения радиоволн. Электромагнитная совместимость сотовых систем связи.
реферат [641,9 K], добавлен 05.05.2014Наука и техника, объединяющие методы обнаружения и измерения координат. Расстояние радиоволн к объекту, виды радиолокации и применение её во всех сферах деятельности. Радар и его собственный зондирующий импульс. Дистанционное принятие радиоволн.
презентация [2,7 M], добавлен 08.11.2011Применение ЛБВ в радиолокационно-связной аппаратуре. Технические требования по реализации усилителя мощности, расчет основных узлов импульсного источника, обоснование проекта. Влияние на организм человека электромагнитных полей радиочастотного диапазона.
дипломная работа [564,7 K], добавлен 25.06.2010Вычисление основных качественных показателей и полный электрический расчет блоков приемника для диапазона СВ. Конструктивное исследование магнитной антенны. Определение необходимой чувствительности, избирательности и диапазона воспроизводимых частот РВП.
курсовая работа [588,6 K], добавлен 07.07.2011Назначение антенно-фидерного устройства. Основные параметры антенн. Диапазон радиоволн, используемый в системах радиовещания, телевидения, а также других радиотехнических системах, использующих для передачи информации свободное распространение радиоволн.
контрольная работа [911,7 K], добавлен 13.06.2013Исследование влияния на ошибки квантования, спектры квантованного сигнала и ошибки выбора величины динамического диапазона. Исследование влияния соотношения частоты сигнала и частоты дискретизации АЦП. Режим усечения и округления результатов квантования.
лабораторная работа [195,9 K], добавлен 17.10.2011