XXIV.I.398
Модели рефракции радиоволн при распространении по трансионосферным радиолиниям
Назаров Л.Е. (1), Батанов В.В. (2)
(1) Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал (ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН), г.Фрязино, Россия
(2) АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва», г.Железногорск, Россия
Устойчивой тенденцией современных спутниковых систем передачи информации, включая системы связи, является увеличение скорости передачи (бит/сек) при ограниченной рабочей частотной полосе [1]. Это достигается путем использования класса частотно-эффективных сигналов с увеличением их информационной емкости (бит/сек/Гц) с различными типами манипуляции - многофазовой, квадратурно-амплитудной, амплитудно-фазовой [2]. Данные сигналы существенно подвержены искажениям при распространении по трансионосферным радиолиниям по отношению к сигналам с малой частотной эффективностью [2]. Суть искажений - случайные вариации комплексных огибающих сигналов, обусловленные физическими характеристиками радиолиний (например, свойствами частотной и временной дисперсии ионосферных радиолиний, высотным профилем электронной плотности, временем суток, геометрией передатчик-приемник), а также частотной зависимостью углов рефракции относительно зенитного угла прямой видимости [2-5]. Актуальной является проблема развития соответствующих моделей рефракции с учетом свойств рассматриваемых трансионосферных радиолиний.
В докладе приведены результаты исследований относительно используемой в практических приложениях моделей рефракции, основу которых составляет сложный комплекс искажающего влияния околоземной ионосферы на характер распространения радиоволн. Анализируемые модели рефракции включают основные параметры: характеристики высотного профиля электронной плотности, определяющие коэффициент неоднородной диэлектрической проницаемости среды, значения зенитного угла прямой видимости, высоты радиолинии передатчик-приемник и значения несущей частоты [3,4[. Приведены условия корректного применения анализируемых моделей рефракции, в частности, диапазон зенитных углов [0.0;87.5(градусы)]. Даются численные значения вычисленных углов рефракции для частотного Р- диапазона (до 0.00032 (рад)). Анализируемые модели и полученные значения углов рефракции необходимо использовать при анализе и численном оценивании помехоустойчивости класса цифровых сигналов, используемых в спутниковых системах связи.
Работа выполнена за счет бюджетного финансирования в рамках государственного задания ФИРЭ РАН.
Ключевые слова: околоземная ионосфера, искажения сигналов, углы рефракции, модель рефракции
Литература:
- Atis 3GPP specification, 3GPP TS 38.211 V16.2.0 (2020-06): 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Physical channels and modulation (Release 16). Published by Alliance for Telecommunications Industry Solutions, Washington, 2020.
- Назаров Л. Е., Батанов В. В., Кутуза Б. Г. Влияние трансионосферных линий передачи на вероятностные характеристики при приеме сигналов с фазовой манипуляцией. РЭ. 2023. Т. 68. № 1 Стр. 60–68.
- Колосов М.А., Арманд Н.А., Яковлев О.И. Распространение радиоволн при космической связи. М.: Связь, 1969. 156 с.
- Альперт Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. М.: Наука. 1972. 564 с.
- Крюковский А.С., Лукин Д.С., Кирьянова К.С. Метод расширенной бихарактеристической системы при моделировании распространения радиоволн в ионосферной плазме. РЭ. 2012. Т.57. №9. Стр. 1028-1034.
- Иванов Д.В., Иванов В.А., Кислицын А.А., Рябова М.И. Создание комплексной модели чирпинг-эффекта трансионосферного широкополосного радиоканала. Часть 3. Энергетические потери у сигналов с расширенным спектром в канале из-за возникающего чирпинга. Радиотехника. 2026. Т.90. №2. Стр. 117-128.
Дистанционное зондирование ионосферы