Файл: Курганов Р.А. Прогнозирование наклонного рассеивания радиоволн метеорными ионизациями.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.06.2024

Просмотров: 88

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ности на трасса а0

для моделей „а — еи.

Величина KN

изменяется от

KN

= — 1,5

для трасс

с

минимальной

 

и

 

 

 

 

 

 

1014 эл/м

регистрируемой электронной плотностью а0

<

до KN 6 для

трасс

с

а0 > 1015

эл/м

и

хорошо

и

 

.

 

 

 

 

 

 

соответствует

экспериментальным данным.

 

 

Расчетные

графики

распределения

максимальных

амплитуд метеорных радиоотражений для трасс раз­ личной длины и различной длины волны для Рт = 1 кет, антенн 1Ш5—>1Ш5, О, = 02 = 32 приведены на рис. 21. Наклон левой ассимптоты, соответствующей регистра-

Рис. 21.

ции в точке наивысшей чувствительности метеорных следов недоуплотненного типа kl = l—s, равен kx = — 1,5 и соответствует значению показателя поро­

говой

зависимости

численности KN

= — 1,5. Наклон

правой

ассимптоты

k2

— Ak{, k2=—6

и

соответствует

регистрации в точке

наивысшей

чувствительности

метеорных следов переуплотненного типа и значению

показателя

пороговой

зависимости

численности

Км = — 6

(рис. 20). Область перехода,

занимающая

и

один порядок изменения величины а0 и два порядка изменения величины am ] n , соответствует области изме-

89



нения показателя пороговой зависимости численности от 1,5 до 6 на рис. 20. Расчетная зависимость значе­ ния критической амплитуды, соответствующей точке пересечения ассимптот, Акр от длины волны и длины

трассы аппроксимируется выражением

л к р = зоо

1,5 . ( Р г . 0 і . С 7 2 Г ,

(47)

где А — длина волны в метрах, L - длина трассы в км, Ртизлучаемая мощность в квш, Ох, 02 — максималь­ ные значения коэффициента усиления приемной и пе­ редающей антенных систем по мощности. По сопо­ ставлению расчетного значения Л к р с экспериментально измеренным контролируется отсутствие потерь излу­ чаемой энергии на трассе, т. е. производится оценка реальной энергетики трассы [105].

Зависимость величины средней длительности и показателя пороговой зависимости средней длитель-

* г ности К, = — — от величины минимальной регистри-

ии.

Ig—

руемой электронной плотности на трассе а0 для трасс различной длины L и различной длины волны X при­ ведена на рис. 22, 23.

г 1700км

°1500км

.ШОкм

Юіг Ю° Ю" іОі5 <0"<*о

Рис. 22.

90

Для

модели

„а", в

которой не

учитывается

огра­

ничение

длительности

отражений

эффектом прилипа­

ний, величина

средней

длительности и соответствен­

но показатель

ее пороговой зависимости быстро

воз­

растают с увеличением а0 , что не соответствует экспе­ риментальной зависимости. Для модели „Ь" соответ­ ствие эксперименту удовлетворительное для значений а0 порядка 1013 эл/м. Удовлетворительное соответствие результатов прогноза с экспериментом во всем диапа­

зоне экспериментально зарегистрированных

минималь­

ных

электронных

плотностей

1012

< <х0

<

1014 эл/м

наблюдается

только

для модели „d".

Следовательно,

эта

модель

больше

соответствует

реальным

физиче­

ским закономерностям и может быть принята за основу при прогнозе.

На рис. 24 приведены расчетные графики диффе­ ренциальных распределении длительности отраженных сигналов для трассы длиной /. = 1100 км и длины волны X = 7,5 для различных уровней регистрации. Изменение распределений, рассчитанных для модели „а", указывает на значительное возрастание плотности распределения длительностей больше 4 сек при увели­ чении минимальной регистрируемой электронной плот­ ности, не обнаруживаемое по экспериментальным дан-

91


 

Уа

обаяатия

ф.НО, ш.7.5м,ІШ5

о

-O.üjiv

Рис. 24.

ным. Закономерность изменения формы дифференци­

альных распределений длительности при изменении а0

для

принятой модели „du совпадает с эксперименталь- •

ной

(рис. б).

 

 

 

Рис. 25 иллюстрирует зависимость показателя час­

тотной зависимости численности KNl

от минимальной

регистрируемой

электронной

плотности. Величина

изменяется от

АГд,х = 2,5 для

0 ~ \0W

эл/м, соответ­

ствующей регистрации недоуплотненных следов при наличии уменьшения амплитуды отраженных сигналов за счет начального радиуса метеорного следа, до KN =9 для а0 > 1015 эл/м, что соответствует регистра­ ции переуплотненных следов. Экспериментально изме­ ренное значение KN для 1013 < а0 < 101 4 эл/м порядка

2,5—3. На рис. 26 приведен график зависимости пока­ зателя частотной зависимости средней длительности

Ü2

метеорных

радиоотраже-

•kNi

 

 

 

 

ig ti7

 

 

10-

Условные, обозначения

ний К. = — г ~

от

мини

НОО

 

 

 

л2

 

 

 

9

XL-то

мальной

 

 

 

 

'8

іі-то

регистрируемой

f L - Ш

электронной

плотности.

7

 

Величина

КТ

изменяется

6-

 

от К

 

 

X

 

 

 

 

х =1,5 приа0 ~101 2 зл/ж

5-

 

 

х

 

 

 

 

 

4-

 

до

К

=

1

для

а 0 >

 

 

тХ

 

 

 

 

J-

 

> 1013 эл/м. Эксперимен­

2

 

тальное

значение

Kz =

/

 

= 1,2-1,5

для

 

101 2 <

 

 

 

 

< а 0

< Ю1 4

эл/м.

Расчет­

 

Ю4

ная

зависимость

основ­

 

ных

параметров

от дли­

 

Рис. 25.

ны

трассы

выражается

 

 

графиками отношения значений этих параметров

для

данной трассы длиной L км

к

соответствующим

па­

раметрам трассы длиной L 0

1100 км. На рис. 27 при-

 

 

Ni

Ч

 

ведены графики зависимости

отношения —

и —

для

 

 

N,

I i .

 

кг,

«M

Юа Юа # А M15 d 0

Рис. 26.

трех длин волн для уровня регистрации U0 = 0,5у.Ѵ. Необходимых экспериментальных данных для сопо­ ставления не имеется. Зависимость средней длитель­ ности отражений от длины трассы на уровнях реги­ страции, соответствующих одинаковой минимальной

93


ш boo hoo №~ko mi

ш ш? кхГкоо то boot

Рис.

27.

регистрируемой электронной плотности, имеет вид

Полученные расчетные зависимости N, t,

-ц, от а0 ,

X, L необходимы

для выбора

величины последних,

обеспечивающих

максимальную

пропускную

способ­

ность систем метеорной радиосвязи при заданных требованиях к параметрам используемых метеорных радиоотражений, а также пересчета графиков суточ­ ного хода N, у], X для трасс с заданными значениями ао , К L -

\.2.7. Расчетная зависимость суточных и сезонных вариаций прогнозируемых законов распределения численности и длительности метеорных радиоотражений от ориентации и географического положения трассы

Для выявления зависимости суточных и сезонных вариаций численности и коэффициента заполнения от ориентации и географического положения трассы были рассчитаны для 4-х сезонов года графики суточного

хода

численности

и

коэффициента заполнения для

трасс

длиной 1100

км,

ориентированных под углами

А'0 = 0°, 45°, 90°, 135° по отношению к меридиану и рас­ положенных на <р0 = 55, 65, 75° северной широты.

94

Расчет произведен для мощности передатчика 1 кет, немодулированного радиоизлучения частоты 40 мггц, применения антенн в виде одного пятиэлементного полотна типа „волновой канал" и уровня регистрации 0,5 мкв, что соответствует минимальной регистрируе­ мой электронной плотности порядка 1013 эл/м. Полу­ ченный набор (альбом) графиков суточного хода Nu позволяет сделать следующие выводы о закономер­ ностях суточных и сезонных вариаций средней чис­ ленности и коэффициента заполнения в зависимости от ориентации и географического положения трассы:

1. Наблюдается заметное увеличение максималь­ ных значений численности с уменьшением географи­ ческой широты <р0 средней точки трассы, особенно для марта и декабря, где максимальная численность возрастает от 100 до 400.

2. Сезонный ход численности максимален для се­ верных широт. Например, для трассы с широтой сред­ ней точки <р0 = 75° максимальная численность изме­ няется от 100 в марте до 650 в июне.

3. Глубина суточного хода численности возрастает с уменьшением географической широты и максимальна для широтных, т. е. ориентированных по параллели трасс.

4. Форма графиков суточного хода УѴи TJ изменяется от одномодальной с модой в 6 часов утра в марте до 2-х модальной в сентябре. Исключением являются широтные трассы, где графики суточного хода всегда одномодальны с модой в 6 часов утра. Глубокий минимум численности и коэффициента заполнения всегда наблюдаются в 18 часов вечера. Второй мини­ мум появляется в районе 5—8 часов утра в зависи­ мости от ориентации трассы.

5. Глубина суточного хода коэффициента заполне­ ния порядка 3-х, а суточного хода численности по­ рядка 4-х.

Графики суточного хода средней численности N, коэффициента заполнения ч\ и средней длительности т, определяющие суточные и сезонные вариации законов распределения численности и длительности для трассы с произвольными энергетическими, географическими и геометрическими параметрами, могут быть получены либо непосредственным расчетом на ЭВМ по алгорит-

95