Курсовая работа: Моделирование стохастических флуктуаций поля при трансионосферном распространении радиоволн

0

Оглавление

1. Введение.................................................................................................. 2

1.1Общие сведения об ионосферных мерцаниях................................................... 2

1.2Постановка задачи исследования................................................................... 2

1.3Флуктуации сигналов и их распределения........................................................ 3

Лог-нормальное распределение........................................................................ 3

Распределение Накагами-m............................................................................. 4

Распределение Райса..................................................................................... 4
Распределение − ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 4

1.4Некоторые теоретические модели описания распространения волн в ионосфере с

флуктуациями электронной плотности..................................................................... 5

1.5Моделирование флуктуирующего сигнала. Гибридная модель.............................. 6

• Распределение уровня сигнала с учетом второго приближения метода

Рытова........................................................................................................... 7

2.1Теоретический расчет функции плотности вероятности уровня при учете второго

приближения метода Рытова................................................................................. 7

2.2Теоретический расчет кумулянта............................................................. 12

3. Результаты вычислений............................................................................ 19

3.1Численный расчет третьего кумулянта........................................................... 20

3.2Получение отображения для логарифма амплитуды......................................... 24

3.3Результаты моделирования поля на Земле..................................................... 31

4. Заключение............................................................................................. 34

Список литературы........................................................................................ 35






















1

• Введение.

1.1 Общие сведения об ионосферных мерцаниях.

Впервые наука столкнулась с вопросом изучения ионосферных мерцаний в 1946 г, когда Хей, Парсон и Филлипс обнаружили заметные короткопериодические нерегулярные флуктуации интенсивности излучения от радиозвезды в созвездии Лебедя [1]. Учеными было предложено, что эти флуктуации присущи самому источнику излучения, однако вскоре наблюдения показали, что данное явление носит локальный характер, и, по всей видимости, связано с земной атмосферой. Последующие наблюдения подтвердили, что в этих работах действительно впервые наблюдалось явление ионосферных мерцаний.

Теоретический анализ явления ионосферных мерцаний исторически впервые был проведен в рамках теории тонкого фазового экрана [1]. Было установлено, что для слабых мерцаний вполне пригодна теория однократного рассеяния, и это подтверждалось экспериментальными данными. Большинство теоретических работ по исследованию распространения волн в средах со случайными неоднородностями, а также многие экспериментальные в основном сосредоточены на статистике интенсивности сигнала, так как расчеты фазы сигнала сложны и часто не доступны в эксперименте. Анализ распространения волн связан с исследованием пространственно-временных полей, характеризуемых некоторой скоростью при переходе из одной области пространства в другую. Для её определения, необходимо проследить за другой характеристикой поля (например, максимумом амплитуды или быстро нарастающим фронтом). В процессе распространения могут меняться амплитуда, форма и даже сама скорость распространения поля, но особый интерес представляет распределение амплитуды флуктуирующих сигналов, поскольку наличие сильных замираний осложняет работу приемника и может даже привести к полной потере сигнала.

Дальнейшие исследования явления мерцаний в итоге способствовали развитию общей теории распространения радиоволн в случайных средах. В кругу задач данной теории стоит вопрос описания эффектов флуктуаций электронной плотности ионосферы на пути распространения радиоволны, иначе говоря, построение некой теоретической модели, способной дать четкое представление о характере данного явления. К настоящему времени известно достаточно большое количество теорий и методов, позволяющих проводить приближенное исследование поведения радиоволн, проходящих через неоднородную флуктуирующую среду.




1.2 Постановка задачи исследования.