ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2016, № 10 · РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН

Определение функции ослабления поля земной волны при приеме на разных высотах полета самолета

М.Г. Дембелов1, Ю.Б. Башкуев1, В.П. Мельчинов2

1 Институт физического материаловедения СО РАН, Россия
2 Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Амосова, Россия
Полный текст УДК 538.566 EDN XBDPUH

Аннотация

Приведены удобные для численных расчетов формулы, полученные на основе интегрального уравнения Кирхгофа, для расчета функции ослабления поля земной волны с учетом высоты приема сигнала над геометрически и электрически неоднородными радиотрассами. Выполнены сравнительные расчеты функции ослабления по методу интегрального уравнения и по ряду нормальных волн при приеме на разных высотах в диапазоне ДВ. Показано, что измерения напряженности поля на борту самолета при полете на высоте до 200 метров практически не отличаются от измерений на земной поверхности. Дана оценка влияния возмущения в виде геометрической неоднородности в форме Гауссовой горы на процесс распространения радиоволн с учетом разных высот приема на частоте 100 кГц. Выполнены экспериментальные работы на Крайнем Севере в районе п. Черский по измерению поверхностного импеданса и напряженности электромагнитного поля с борта самолета над равнинной трассой Черский-Чокурдах и над гористой трассой Черский-Певек на частоте приводной радиостанции аэропорта 257 кГц. Дана оценка точности расчетов поля земной волны по локальным электрическим характеристикам высокоширотной подстилающей среды с учетом геометрических неоднородностей и высоты приема сигнала. Обработка результатов измерений напряженности электромагнитного поля с борта самолета показала хорошую сходимость с расчетными данными.

  • поле земной волны
  • функция ослабления
  • поверхностный импеданс
  • рельеф местности
  • высота приема сигнала
Abstract (in English)

Formulas derived from Kirchhoff's integral equation are offered for calculations of an attenuation function of the Earth’s wave field taking into consideration the height of the signals reception for geometrically and electrically inhomogeneous radio paths. Comparative calculations of an attenuation function are carried out by the method of integral equations and on the normal waves row for reception at different heights in the LF range. It is shown that field intensity measurements on a board of the aircraft when flying at an altitude up to 200 meters don’t differ from measurements on the Earth's surface. An estimation of the impact of perturbations in the form of geometric inhomogeneity as Gaussian hill on a process of the radio wave propagation taking into account the different heights of the reception at the 100 kHz frequency is given. Experimental works in the far North region near Chersky town were carried out. Measurements of the surface impedance and the electromagnetic field intensity from the aircraft above a flat radio path Chersky-Chokurdakh, and over a mountainous radio path Chersky-Pevek at the frequency of 257 kHz that is the airport homing station were carried out. The estimation of accuracy of calculations of the field of the Earth’s wave by the local electrical characteristics of underlying high-latitude media taking into account geometric inhomogeneities and the height of the receiving signal is given. The processing of measurement results of electromagnetic field intensity from the aircraft showed a good correlation with the calculated data.

Для цитирования

Дембелов М.Г., Башкуев Ю.Б., Мельчинов В.П. Определение функции ослабления поля земной волны при приеме на разных высотах полета самолета // Журнал радиоэлектроники. – 2016. – № 10.

Литература

  1. Фок В.А. Проблемы дифракции и распространение электромагнитных волн. -М.: Советское радио, 1970. 519 с.
  2. Макаров Г.И., Новиков В.В., Рыбачек С.Т. Распространение электромагнитных волн над земной поверхностью. -М.: Наука, 1991. 196 с.
  3. Тихомиров Н.П. Формулы для функции ослабления на высоте над электрически и геометрически неоднородными трассами // Труды XIV Всесоюзн. Конф. по распространению радиоволн. Ч. 2. М., 1984. С. 249-250.
  4. Фейнберг Е.Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. -М.: Физматлит, 1999. 496 с.
  5. Жиряков В.Н., Рубинштейн В.И., Штейнберг А.А. Измерение модуля функции ослабления с борта самолета // Проблемы дифракции и распространения волн. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1990. Вып. 23. С. 185-188.
  6. Бахвалов Н.С. Численные методы. - М: Наука, 1975. 632 с.
  7. Дембелов М.Г. Функция Зоммерфельда поля над импедансной плоской поверхностью. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2013. Т. 56. № 8-2. С. 79-81.
  8. Hufford G.A. An integral equation approach to the problem of wave propagation over an irregular surface // Quarterly of Applied Mathematics. 1952. V. 9. pp. 391-404.
  9. Дембелов М.Г.¸ Башкуев Ю.Б. Метод численного решения обобщенного интегрального уравнения Фейнберга для геометрически и электрически неоднородных трасс // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2008. Т. 11. № 1. С. 89-94.
  10. Башкуев Ю.Б., Мельчинов В.П., Дембелов М.Г. и др. Влияние электрических свойств криолитозоны на распространение земной волны в высоких широтах // Геомагнетизм и аэрономия. 2006. Т. 46. № 4. С. 536-546.
  11. Башкуев Ю.Б., Дембелов М.Г., Поляков М.А., Пылаев А.А. Определение электрических параметров слоистой подстилающей среды по результатам радиогеофизических измерений // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 6. С. 598-603.