Методы исследований, полученные результаты

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

Учреждение высшего образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Физический факультет

Кафедра радиофизики

 

ОТЧЕТ

о выполнении НИРС с 01.09.2017 по 25.12.2017 г.

 

Студент очной формы обучения    ___ Борцов Илья Олегович _____ 

Направление подготовки 11.04.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»    (магистратура)

Курс _______________________ 2 ______________________________

Группа_____________________ 6 _______________________________

Место выполнения НИРС ___ Кафедра радиофизики _____________ 

Руководитель НИРС______ доцент, Анишин М.М ______

 

 

Ростов-на-Дону

2017 г.

 

Краткое введение, цели и задачи НИРС

Введение

Для трасс протяженностью свыше 2500÷3000 км определяющими напряженность поля становятся двух и трех скачковые моды распространения сигнала. При таких условиях на линии связи появляются зоны отражения декаметровых волн от поверхности Земли, где происходят энергетические потери. Данный вид потерь имеет сложную зависимость от рабочей частоты, поляризационных характеристик волны, угла падения и характеристик отражающей поверхности.

Вместе с тем в наиболее распространенных в инженерной практике методах расчета напряженности поля потери при отражении от Земли либо не учитываются, либо учитываются приближенно. Так, в известных программах  ICEPAC,VOACAP и REC533 коэффициент отражения задается в виде константы. В этом случае суммарные потери в точках отражения для n -скачковой моды определяются в дБ выражением L_g = 2(n – 1) по рекомендациям, предложенным международным союзом электросвязи (МСЭ).

В то же время современные вычислительные средства позволяют при малых затратах машинного времени существенно повысить точность расчета потерь при отражении от Земли за счет учета траекторных и поляризационных характеристик лучей, а также диэлектрической проницаемости и проводимости почвы в точках отражения. Поэтому необходимо с одной стороны разработать физически обоснованный алгоритм расчета данных потерь с высокой точностью, а с другой стороны создать мировую электронную карту электрических характеристик земной поверхности от которых сильно зависит величина потерь.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

Целью НИРС являлось создание мировой электронной карты (базы данных) электрических характеристик земной поверхности и программы производящей на основе базы данных расчет потери сигнала при  распространение декаметровых (ДКМВ) радиоволн в точках отражения от земли для случая многоскачковых траекторий. Анализ полученных результатов в текстовом и графическом виде и подведение итогов о проделанной работе.

 

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Первый этап работы заключался в оцифровке бумажной версии карты проводимости земли, взятой из мирового атласа земной проводимости (МСЭ-R P.832-4). Вторым этапом был написан модуль программы, который на основе оцифрованных карт находил ближайшие 10 точек на карте, с учетом кривизны земной поверхности. Далее следует модуль, который с помощью метода Кригинга и выбранных 10 точек из первого модуля программы рассчитывал проводимость земной поверхности в заданной точке.

Входные параметры модуля (библиотеки):

1. Широта исследуемой точки (в десятичной системе).
2. Долгота исследуемой точки (в десятичной системе).

Выходные параметры модуля (библиотеки):

1. Значения диэлектрической проводимости по заданным координатам.

 

Ниже представлены результаты работы библиотеки по поиску значений проводимости в области заданных географических координат.

 

Рис 1. Результат работы программы. Десять ближайших точек к координате 47.22, 39.68 (Ростов-на-Дону) и проводимость земли в этой точек.

 

Следующий этап работы -  разработка специального  программного обеспечения предназначенного для расчета потерь сигнала при отражении от поверхности с различными электрическими характеристиками (диэлектрической проводимостью и проницаемостью).

Входные параметры программы:

1. Рабочая частота в диапазоне 2 МГц - 30 МГц.
2. Угол места (прихода луча на поверхность) в градусах.
3. Диэлектрическая проницаемость.
4. Диэлектрическая проводимость (См/м).
5. Отношение осей эллипса поляризации падающей волны. ()
6. Угол наклона главной оси эллипса поляризации к плоскости расппостарнения в градусах.

Выходные параметры модуля (библиотеки):

1. Значение потерь отражения в дБ относительно 1 мкВ/м.

Внешний интерфейс разработанной программы представлен на рис. 2

 

Рис 2. Программа для расчета потерь при отражении ДКМВ от поверхности с заданными параметрами.