ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №1
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.1.6
УДК: 621.396
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАЛЬНЕГО ТРОПОСФЕРНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН МЕТОДОМ ПАРАБОЛИЧЕСКОГО УРАВНЕНИЯ
В.В. Ахияров1,2
1 Акционерное общество «НПК Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи, 127083, Москва, ул. 8 Марта, д. 10, стр. 5
2 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 125005, Москва, ул. Моховая, д. 11, корп.7.
Статья поступила в редакцию 13 января 2022 г.
Аннотация. В работе рассмотрена задача прогноза напряженности поля при дальнем тропосферном распространении радиоволн. Получены корреляционные функции для различных спектральных моделей локально однородной и изотропной турбулентности и представлены возможные реализации поля флуктуаций показателя преломления. Исследована зависимость напряженности поля от интенсивности флуктуаций и выполнено сравнение полученных результатов с рекомендацией Международного союза электросвязи. Показано, что точность прогноза напряженности поля методом параболического уравнения можно существенно улучшить при добавлении к средним значениям показателя преломления случайного поля флуктуаций.
Ключевые слова: множитель ослабления, показатель преломления, спектральная плотность флуктуаций, дальнее тропосферное распространение радиоволн.
Abstract. This paper considers the problem of field strength prediction for tropospheric radio wave propagation. Correlation functions for different spectral models of locally homogeneous and isotropic turbulence are obtained and possible realizations of refractive index fluctuations are presented. The dependence of the field strength on the intensity of fluctuations has been investigated and the obtained results have been compared with the recommendation of the International Telecommunications Union. It is shown that the accuracy of field strength prediction by the parabolic equation method can be significantly improved by adding a random fluctuation field to the mean values of the refractive index.
Key words: attenuation factor, refractive index, spectral fluctuation density, long-range tropospheric propagation of radio waves.
Литература
1. Введенский Б.А., Колосов М.А., Калинин А.И. и др. Дальнее тропосферное распространение ультракоротких радиоволн. Москва, Советское радио. 1965. 416 с.
2. Система тропосферной связи «Гроза». [электронный ресурс]. Дата доступа: 20.11.21. URL:https://rolos.ru/troposphere.
3. Ахияров В.В. Асимптотическое решение задачи однократной и последовательной дифракции. Электромагнитные волны и электронные системы. 2013. Т.18. №7. С.4-11.
4. Ахияров В.В. Методы численного решения задачи дифракции радиоволн над земной поверхностью. Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. Т.15. №3. С.38-46.
5. Ахияров В.В., Чернавский С.В. Использование численных методов для изучения условий распространения радиоволн. Радиотехника. 2011. №10. С.101-110.
6. Ахияров В.В. Вычисление множителя ослабления над земной поверхностью методом параболического уравнения. Журнал радиоэлектроники. [электронный журнал] 2012. №1. [режим доступа] URL: http://jre.cplire.ru/iso/jan12/16/text.pdf.
7. Ахияров В.В. Дифракция метровых и дециметровых радиоволн над земной поверхностью. Электромагнитные волны и электронные системы. 2006. Т.11. №9. С.28-32.
8. Ахияров В.В. Распространение и рассеяние радиоволн. Успехи современной радиоэлектроники. 2008. №12. С.3-25.
9. Винниченко Н.К., Пинус Н.З., Шметер С.М. и др. Турбулентность в свободной атмосфере. Ленинград, Гидрометеоиздат. 1976. 288 с.
10. Колмогоров А.Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой вязкой жидкости при очень больших числах Рейнольдса. Успехи физических наук. 1968. Т.93. №3. С.476-481.
11. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Том 2. Многократное рассеяние, турбулентность, шероховатые поверхности и дистанционное зондирование. Москва, Мир. 1981. 318 с.
12. Ахияров В.В. Численное решение задачи рассеяния на статистически неровной поверхности. Успехи современной радиоэлектроники. 2012. №5. С.3
13. Ахияров В.В. Рассеяние на статистически неровной поверхности с произвольными корреляционными свойствами. Журнал радиоэлектроники. [электронный журнал] 2012. №2. [режим доступа] http://jre.cplire.ru/jre/feb12/2/text.pdf.
14. Татарский В.И. Распространение радиоволн в турбулентной атмосфере. Москва, Наука. 1967. 548 с.
15. Виноградов А.Г., Теохаров А.Н. Модель подобия пространственных спектров случайных анизомерных неоднородностей диэлектрической проницаемости атмосферы и ее приложение к задачам распространения волн. Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2020. Т.56. №1. С.76-88.
16. Levy М.F. Parabolic equation method for electromagnetic wave propagation. London, IEE. 2000. 336 p.
17. Apaydin G., Sevgi L. Radio wave propagation and parabolic equation modeling. IEEE Press. 2017. 136 p.
18. Ахияров В.В. Метод параболического уравнения в теории дифракции. Успехи современной радиоэлектроники. 2010. №9. С.72-80.
19. Hitney H.V. A Practical Tropospheric Scatter Model Using the Parabolic Equation. IEEE Transaction on Antennas and Propagation. 1993. V.41. №7. P.905-909.
20. Ахияров В.В. Вычисление множителя ослабления вблизи земли с учетом тропосферного рассеяния. XXVII Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, радиосвязь». Воронеж. 2021. Т.3. С.193-199.
21. Рекомендация МСЭ-R P.1546-6. Метод прогнозирования для трасс связи пункта с зоной для наземных служб в диапазоне частот от 30 МГц до 4000 МГц. [электронный ресурс]. Дата доступа: 20.11.21. URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.1546-6-201908-I!!PDF-R.pdf.
Для цитирования:
Ахияров В.В. Моделирование дальнего тропосферного распространения радиоволн методом параболического уравнения. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.1.6