Файл: Филипп, Н. Д. Рассеяние радиоволн анизотропной ионосферой.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 127

Скачиваний: 0

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

сигналов вызваны именно допплеровскими сдвигами частоты. Отме­ тим, однако, что в работе Ll29 ] сопоставлены уширения спект­ ров, наблюдаемых одновременно (строго синхронно) на двух часто­

тах

(50 и 90 Юн)

на одном и том же азимуте и сделан

вывод,

что

определенная

функциональная зависимость величины

уширения

спектра от излучаемой частоты отсутствует. Что же касается сдви­ га максимума огибающей спектра, то, хотя соотношения между сме­ щениями на частотах 50 и 90 МГц могут быть самыми разнообразны­ ми, статистические средние обнаруживают допплеровскую тенденцию.

Наиболее часто наблюдаемое значение сдвига спектра на

частоте

50 МГц составляет 125

Гц, а на 90 МГц -■ 250

Гц.

 

Н- рассеяния.

Частотная зависимость стагаиичеакпх параметров сигналов

Быстрые замирания обладают свойством частотной

избирательности,

т. е. при

одновременном приеме двух

радиоволн различных частот,

отраженных одними и теми же неоднородностями, замирания

этих

сигналов

протекают совершенно

независимо,

если частоты

их

су­

щественно отличаются друг от друга.

Экспериментальные данные

я

некоторых статистических параметрах сигналов

Н£-рассеяния

на

частотах

74 и 44 МГц свидетельствуют1 о том,

что и при исследуе­

мом механизме

распространения

это

свойство

выражено достаточ­

но четко.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как видно из вышеизложенного , при одной и той же

форме

автокорреляционной функции замираний амплитуда сигналов

(гауо-

соидальной) радиус временной корреляции

диффузных сигналов

за­

метно меньше на 74 МГц, чем на 44.

Частота

замираний на 44 МГц

явно ниже, чем на 74, хотя вид

энергетического

спектра

один

и~

тот же на обеих частотах. Характер частотной зависимости

ста­

тистических параметров сложнее у малопродолжительных

вспышко­

образных

НЕ- сигналов. Однако этот вопрос

пока не исследован.

Глубина флуктуаций, как правило, на 44 МГц больше,

чем

на

74. Однако коэффициент вариации амплитуда сигнала не

 

зависит

существенным

образом

от частоты.

Для

квазинѳпрерывных

сиг­

налов отношение уровней напряженности на вход приемников для ис­ следуемых частот обратно пропорционально четвертой степени час­

тоты :

,4

Соотношение (3.28) оказалось довольно устойчивым для различных уровней рассеянных сигналов. При этом как на частоте 74 МГц,

так и на 44 МГц не было обнаружено критических отражений квазинепрерывных сигналов. Отношение мощностей принятых сигналов в этом случае обратно пропорционально восьмой степени частоты:

Рпр ( 7 ,

-

4 4 МГц) J

j A

P n p ( J

=

74 МГц )

[ Jt /

Напомним, что согласно теории Вилларса-Вейскопфа [8 1 , 122 ] , частотная зависимость при рассеянии УКВ от обычных слоев ионо­

сферы имеет вид

 

 

 

„

 

 

 

А - f Л — )

.

 

(3 .3 0 )

 

А

/ ,

 

 

 

 

Применив теорию Букера

[ і і ]

к

обратному рассеянию

на

анизотропных неоднородностях ионосферы, получим,

что в

районе

экватора принятая

мощность обратно

пропорциональна пятой сте­

пени частоты (см.

гл. I ) . Частотная

 

зависимость

уровня

приня­

тых вспышкообразных сигналов меняется в очень больших пределах,

которые велики даже для сигналов только

одного

вида. Так, для

20 вспышек Швида, среди которых не было

критических радиоот­

ражений, эта зависимость содержится в пределах

 

а для вспышек I вида эти пределы еще шире. Напомним, что воп­ рос о частотной зависимости уровня сигнала различных видов ав-

роральных радиоотражений анализировался Коллинзом и

 

Форситом

[ 66 3 , однако до полной ясности также

не был доведен.

УП. Частотная корреляция замираний

радиосигналов Н^-рас­

сеяния. Свойство частотной некоррелированности

замираний, как

отмечается в [І2 і] ,

двояко сказывается

на работе

радиосистем.

Во-первых, оно широко используется для

повышения

устойчиво­

сти работы радиолиний.

С этой целью передача информации ведет­

ся на двух, (или более)

частотах,

разнос

между которыми

превы­

шает радиус частотной корреляции

А j м

• Из-за

некоррелиро­

ванности замираний вероятность

одновременного

падения

сигнала

ниже определенного уровня уменьшается в

соответствии

с

форму­

лой Т ( е ) =Т, г(Е),глѳ

Т, ( Е ) обозначает вероятность

падения

напряженности поля у

каждой антенны ниже

Е

 

 

 

120

Во-вторых, величина А f определяет полосу частот, ко­ торую можно передать через данную среду без существенных иска­ жений. Действительно, каждый сигнал обладает некоторым спект­ ром с вполне определенными соотношениями между амплитудами и фазами различных спектральных составляющих. Если спектр сигна­ ла меньше А j м , то некоррелированность изменений амплитуд и (фаз спектральных составляющих мала и сигнал существенно не ис­ кажается. Если спектр сигнала существенно превышает Д j , то некоррелированность изменений спектральных составляющих значиг-,

тельна и искажения сигнала недопустимо

велики.

 

 

 

 

Можно считать, что

среда,

через которую

распространяется

радиосигнал (при данном механизме распространения),

обладает

некоторой "полосой пропускания"'1', ограничивающей полосу

пере­

дачи.

Последняя

зависит, в основном, от времени

запаздывания

волн,

которое,

в

свою очередь,

определяется

механизмом

рас­

пространения,

а

также диаграммами направленности

используемых

антенн, длинной трассы [ і 2 3 ]

и др. Поскольку время

запазды­

вания -случайная величинадоло су

пропускания среды

следует

описы-

вчть

статистически.

 

 

 

 

 

 

 

 

П о с т а н о в к а

з а д а ч и .

Если при метеорном ме­

ханизме распространения вопрос о частотной корреляции

незна­

чителен, так как

в основном для передачи информации

использу­

ется только нефлуктуирующая часть сигнала, то при

 

рассеянии

радиоволн от магнитно-ориентированных неоднородностей

 

ионо­

сферы (МОН) этот

вопрос приобретает существенное значение?

 

Характер полосы пропускания среды при прерывистом распро­

странении сложнее, чем при непрерывной связи. Объясняется

это

тем,

что при вспышкообразных сигналах

степень

частотной

кор­

реляции является функцией уровня и полоса пропускания зависит от того, какая часть вспышки используется.

Известно [73, 124 - 126 ] ,что для передачи информации при метеорном механизме распространения’ 'используется"'' только~та~ часть метеорной вспышки, при которой отношение сигнал/шум не меньше заданной величины (пороговое значение).При заданной по­ лосе пропускания приемного тракта пороговое значение отношения сигнал/шум определяет одновременно минимальный уровень сигнала,

■'■Иод полосой пропускания тракта распространения понимает­ ся такая полоса частот, в пределах которой с требуемой веро­ ятностью неравномерность случайной амплитудно-частотной ха­ рактеристики не превышает заданной величины.

Зак.104

І2І

используемый в

процессе передачи

информации, и

максимальный

спектр частот,

передаваемый без

существенных

искажений. При

этом величина полосы пропускания среды зависит и от энергетики трассы (мощности передатчика и используемых антен). Спектр передаваемых частот ограничивается не только уровнем шума при­

емника и космического

шума, но и

флуктуационным характером

сигнала, зависящим от

механизма рассеяния. При рассеянии от МОН,

где сигнал подвержен

очень глубоким

и быотрым замираниям, это

обстоятельство имеет определяющее значение. Поэтому необходимо детальное изучение частотной корреляции различите типов сигна­ лов НБ-рассеяния в зависимости от их уровня и времени.

 

 

Р и с . 57

 

 

 

 

 

П о с т а н о в к а

э к с п е р и м е н т а

п о

 

и с ­

с л е д о в а н и ю

ч а с т о т н о й

к о р р е л я ц и и .

На р и с . -57 представлена

блок-схема эксперимента по

 

изучению

частотной корреляции.

Два передатчика работали одновременно в

режиме непрерывного излучения: на фиксированной частоте

J -

=74 »Шг и на частоте

f

+ Д j L

t где

А / L менялась

через

каж­

дый час, принимая дискретные значения:

2 ; 5'; 10 ; 20 ;

50

кГц.

Идентичные передающие антенны

с шириной диаграммы

направлен­

ности по половинной мощности около 12°

ориентировались в

на­

правлении рассеивающего

объема

слоя

£

ионосферы с

расчетом

зеркального рассеяния

от МОН (рис.

16).

Прием обоих

 

сигналов

осуществлялся на одну ромбическую антенну с разделением сигна­

лов з

приемном тракте. Амплитудная характеристика

приемников -

линейная.

Огибающие сигналов, передаваемых на частотах

/

и

у + А

,

записывались на двух дорожках пятиканального

 

само­

писца К322-5

со скоростью равной I ; 5 ; 10 ; 25 ; 50

«м/с

в

за­

висимости

от

характера сигнала.

 

 

 

Смотрите также файлы