ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2021. № 2
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.2.6
УДК 621.396.1
Уточненный метод определения интервала пространственной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии
В. П. Пашинцев1, С. А. Коваль2, Д. А. Потягов2, А. Д. Скорик3, М. А. Сенокосов1
1 Северо-Кавказский федеральный университет, 355017, Ставрополь, ул. Пушкина, 1
2 Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С. М. Буденного, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий проспект, 3
3 Российский институт мощного радиостроения, 199178, Санкт-Петербург, ул. 11 линия В.О., 66
Статья поступила в редакцию 1 февраля 2021 г., после доработки - 10 февраля 2021 г.
Аннотация. Разработан уточненный метод определения интервала пространственной корреляции замираний в декаметровой радиолинии с одним дискретным лучом (модой), которые обусловлены дифракцией волны на мелкомасштабных неоднородностях ионосферы. Получена уточненная зависимость интервала пространственной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии от параметров мелкомасштабных ионосферных неоднородностей, эквивалентной протяженности радиолинии и выбора рабочей частоты сигнала через величину среднеквадратического отклонения флуктуаций фазового фронта волны на выходе неоднородной ионосферы. Показано, что в условиях возмущений (диффузности) ионосферы, а также приближении рабочей частоты радиолинии к максимально применимой частоте, когда флуктуации фазового фронта волны на выходе ионосферы превышают 1,25 радиан, известное упрощенное выражение для оценки интервала пространственной корреляции замираний может применяться в однолучевой декаметровой радиолинии с погрешностью не более 5%.
Ключевые слова: декаметровая радиолиния, диффузность, мелкомасштабные неоднородности ионосферы, флуктуации фазового фронта, дифракция, замирания, нормированная пространственная корреляционная функция, интервал пространственной корреляции.
Abstract. In this article a refined method have been developed for determining the spatial correlation interval for fading in a decameter radio link with one discrete beam (mode), which are caused by wave diffraction on small-scale ionospheric irregularities. A refined dependence of the spatial correlation interval of fading in a single-beam decameter radio line on the parameters of small-scale ionospheric irregularities, the equivalent length of the radio line and the choice of the operating signal frequency through the value of the root-mean-square deviation of fluctuations of the wave phase front at the output of the inhomogeneous ionosphere is obtained. It is shown that under conditions of disturbances (diffuseness) of the ionosphere, as well as the approach of the operating frequency of the radio line to the maximum applicable frequency, when fluctuations of the phase front of the wave at the output of the ionosphere exceed 1.25 radians, the well-known simplified expression for estimating the interval of spatial correlation of fading can be used in a single-beam decameter radio links with an error of no more than 5%.
Key words: decameter radio link, diffuseness, small-scale ionospheric irregularities, fluctuations of the phase front, diffraction, fading, normalized spatial correlation function, spatial correlation interval.
Литература
1. Sarwate V.V. Electromagnetic Fields and Waves. Bohem Press. 1993. 457 p.
2. Yau K.S.B., Coleman C.J., Cervera M.A. Investigation on fading of high frequency radio signals propagating in the ionosphere – results from a Jindalee radar experiment. 10th IET International Conference on Ionospheric Radio Systems and Techniques (IRST 2006).
3. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. Москва, Высшая школа. 1975. 280 с.
4. Stein S., Jones J. Modern Communication Principles. McGraw-Hill Telecommunications. 1967. 382 p.
5. Андронов И.С., Финк Л.М. Передача дискретных сообщений по параллельным каналам. Москва, Советское радио. 1971. 408 с.
6. Буга Н.Н. Основы теории связи и передачи данных. Часть 2. Леннград, ЛВИКА. 1970. 707 с.
7. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний. Москва, Связь. 1971. 440 с.
8. Чернов Ю.А. Специальные вопросы распространения радиоволн в сетях связи и радиовещания. Москва, ТЕХНОСФЕРА. 2018. 688 с.
9. Пашинцев В.П., Солчатов М.Э., Гахов Р.П., Еремин А.М. Модель пространственно-временного канала космической связи. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2003. Т.6. №5. С.63-69.
10. Серков В.П., Слюсарев П.В. Теория электромагнитного поля и распространение радиоволн. Часть 2. Распространение радиоволн. Ленинград, ВАС. 1973. 255 с.
11. Колосов М.А., Арманд Н.А., Яковлев О.И. Распространение радиоволн при космической связи. Москва, Связь. 1969. 155 с.
12. Рыжкина Т.Е., Федорова Л.В. Исследование статистических и спектральных характеристик трансатмосферных радиосигналов УКВ-СВЧ диапазона. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2001. №2. URL: http://jre.cplire.ru/jre/feb01/3/text.html (дата обращения 29.01.2021).
13. Маслов О.Н., Пашинцев В.П. Модели трансионосферных радиоканалов и помехоустойчивость систем космической связи. Самара, ПГАТИ. 2006. 357 с.
14. Пашинцев В.П., Колосов Л.В., Тишкин С.А., Антонов В.В. Применение теории фазового экрана для разработки модели односкачкового декаметрового канала связи. Радиотехника и электроника. 1996. Т.41. №1. С.21-26.
15. Пашинцев В.П., Колосов Л.В., Тишкин С.А., Смирнов А.А. Влияние ионосферы на обнаружение сигналов в системах космической связи. Радиотехника и электроника. 1999. Т.44. №2. С.143-150.
16. Yeh K.C., Liu C.H. Radio wave scintillations in the ionosphere. Proceedings of the Institute of Electrical and Electronic Engineers. 1982. Т.70. №4. С.324-360.
17. Рытов С.М. Кравцов Ю.Н., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Часть 2. Москва, Наука. 1978. 464 с.
18. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т. 2. Москва, Мир. 1981. 317 с.
19. Пашинцев В.П., Скорик А.Д., Коваль С.А., Алексеев Д.В., Сенокосов М.А. Алгоритм расчета интервала частотной корреляции коротковолновой радиолинии с учетом сферичности и мелкомасштабных неоднородностей ионосферы. Системы управления, связи и безопасности. 2020. №2. С.49-72. https://doi.org/10.24411/2410-9916-2020-10203
20. Пашинцев В.П., Тишкин С.А., Иванников А.И., Боровлев И.И. Расчет параметра глубины замираний в однолучевой декаметровой радиолинии. Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. 2001. Т.44. №12. С.57-65.
21. Пашинцев В.П., Омельчук А.В., Коваль С.А., Галушко Ю.И Метод определения величины интенсивности неоднородностей по данным ионосферного зондирования. Двойные технологии. 2009. №1. С.38-41.
22. Кириллов Н.Е. Помехоустойчивая передача сигналов по линейным каналам со случайно изменяющимися параметрами. Москва, Советское радио. 1971. 256 с.
23. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. Москва, Мир. 1973. 502 c.
24. Пашинцев В. П., Тишкин С. А., Смирнов А. А., Боровлев И. И. Эквивалентный путь распространения декаметровой волны в сферически-слоистой ионосфере. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2001. №8. URL: http://jre.cplire.ru/jre/aug01/1/text.html (дата обращения 29.01.2021).
25. Хмельницкий Е.А. Оценка реальной помехозащищенности приема сигналов в КВ диапазоне. Москва, Связь. 1975. 232 с.
Для цитирования:
Пашинцев В.П., Коваль С.А., Потягов Д.А., Скорик А.Д., Сенокосов М.А. Уточненный метод определения интервала пространственной корреляции замираний в однолучевой декаметровой радиолинии. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.2.6