Моделирование линий радиосвязи ВЧ (декаметрового) диапазона
В работе предлагается реализовать расчет радиолиний ВЧ (декаметрового) диапазона волн и исследовать физические закономерности, существующие на данных трассах.
Ранее этот диапазон назывался диапазоном коротких волн (КВ). Особенностью линий ВЧ (КВ) связи является то, что радиус действия земной волны в этом диапазоне невелик и обычно не превышает нескольких десятков километров. В тоже время радиоволны данного диапазона способны распространяться на расстояния в сотни и тысячи километров и даже возвращаться в исходную точку, обогнув весь Земной шар. Дальнее распространение радиоволн ВЧ-диапазона обусловлено многократным переотражением радиоволны между земной поверхностью и ионосферой. Возможность осуществления связи между различными пунктами при этом определяется в основном состоянием ионосферы.
Задание включает в себя разработку новой версии компьютерной программы расчёта линий радиосвязи ВЧ диапазона в режиме реального времени. При этом состояние ионосферы загружается с интернет-ресурсов предоставляющих данную информацию.
Разработка ионосферной станции
Ионосферные станции или ионозонды предназначены для диагностики ионосферы и оперативного прогноза КВ связи.Они состоят из мощного передатчика, передающей и приемной антенн, приемника и регистрирующей системы. Диапазон частот передающего устройства может достигать 0,5 МГц – 25 МГц.
|
|
|
На рис.1 приведена блок-схема ионозода«ПАРУС», разработанного в конце XX столетия в Институте Земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН.
Рис.1. Блок-схема ионозонда «ПАРУС»
В 50-х годах прошлого века была организована мировая сеть ионозондов вертикального зондирования ионосферы, включавшая более 120 станций, с помощью которой были изучены основные закономерности динамики ионосферы экваториальных, средних и высоких широт.
На рис. 2 приведена идеализированная ионограмма, на которой видны основные ионосферные слои.
Рис.2. Идеализированная ионограмма
В последние годы происходит замена старых станций цифровыми ионозондами различной конструкции.
На рис. 3 показан внешний вид портативного ионозонда DPS-4, выпускаемого Центром атмосферных исследований Лоуэллского университета США, который является одним из наиболее современных и распространенных средств радиозондирования ионосферы. Установлен в более чем 70-ти обсерваториях, в том числе и в России - в Иркутске, Норильске, Тикси и др.
Рис.3. Портативный ионозонд DPS-4
Конструкция ионозондов выполнена по модульному принципу. DPS-4 состоит из основного блока, монитора; 2-х передающих антенн; 4-х приемных антенн с поляризационными ключами; GPS-приемника и блока батарей резервного питания. Основной блок включает в себя два компьютера, передатчик, четыре приемника, и сигнальный процессор. Основной компьютер управляет процессами приема и передачи, считывает данные из выходного буфера сигнального процессора, осуществляет преобразование данных в необходимый формат, записывает данные на жесткий диск вспомогательного компьютера. Вспомогательный компьютер осуществляет вторичную обработку данных, записывает данный на жесткий диск, на CD-диск, пересылает данные на сервер через FTP-канал.
С помощью ионозонда можно проводить измерения амплитудных характеристик, спектра, формы и фазы пришедшего сигнала, измерения скорости дрейфа ионосферной плазмы ряд других характеристик ионосферной плазмы.
|
|
|
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 335; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!