Введение к работе
Диссертация посвящена разработке и практической реализации новых методов измерения угловых спектров сигналов в декаметровом диапазоне. В ней разработана основа метода спектрального оценивания С метод "Модифицированного преобразования Фурье"- МПФЗ, характеризующегося повышенной разрешающей способностью. Для его аппаратурной реализации создан цифровой восьмиканальный макет анализатора углового спектра, измеряющий комплексную амплитуду сигнала в восьми точках на поверхности Земли. Проведен цикл исследований возможностей макета анализатора в режиме моделирования, в режиме макетирования и при приеме широкой сети реальных вещательных радиостанций. Создание макета позволило решить задачу разделения лучей ионосферного сигнала.
Актуальность работы
Существующие методы измерения угловых спектров радиосигналов в декаметровом диапазоне используют в своей основе классическое преобразование Фурье. Оно дает возможность создать узкие диаграммы направленности антенной системы, позволявшие измерить азимут и угол места сигналов с высокими точностями. Узкие диаграммы направленности увеличивают отношение сигнал/шум, обеспечивая высокую помехоустойчивость. Однако одним из существенных недостатков является зависимость разрешающей способности от апертуры антенной системы. При типичных апертурах антенной системы 100-200 м разрешающая способность оказывается недостаточной для разрешения лучей ионосферных, сигналов, отраженных от Е, Fl, F2 областей ионосферы. Это приводит к интерференционным искажениям при определении характеристик сигналов и не позволяет проводить детальное сопоставление изменений параметров ионосферы и характеристик лучей.В линиях радиосвязи за счет многолучевости возникают интерференционные
искажения, препятствующие их дальнейшей оптимизации. В пеленгации, радиолокации интерференционные искажения ограничивают точность измерения.
Вместе с тем задача повышения разрешающей способности является общей задачей спектроскопии в весьма различных областях применения. При ее даже частичном решении появляются возможности существенного улучшения технических характеристик радиосистем, работающих в условиях многолучевости. В теоретическом плане к настоящему времени разработан ряд современных методов спектрального оценивания,отличающихся повышенной разрешающей способностью. Однако их практическая' реализация в приложении к ионосферным сигналам требует, с одной стороны, существенных теоретических доработок, а с другой стороны - создания многоканальных устройств, измеряющих комплексную амплитуду поля в фиксированных точках пространства. На решение этой актуальной задачи и направлена диссертационная работа.
Цель работы
-
Разработка метода углового спектрального оценивания на основе априорной информации о сигнале.
-
Разработка и создание цифрового анализатора углового спектра в декаметровом диапазоне, отличающегося повышенной разрешающей способностью.
-
Исследование возможностей макета анализатора углового спектра при работе в реальных условиях.
Новизна работы
Новизна работы заключается в принципиальном новом подходе к
разработке и созданию макета анализатора углового спектра,который
заключается в одновременном измерении комплексных амплитуд поля в
фиксированных точках пространства и обработке этих данных
современными методами спектрального оценивания.
При выполнении работы получены следующие новые результаты:
- создан метод обработки данных - " Метод модифицированного
преобразования Фурье ";
-разработана аппаратурная реализация восьмиканального макета анализатора углового спектра .характеризующаяся повышенной разрешающей способностью и большими точностями;
решена задача разделения ионосферных лучей на основе пространственно-временного алгоритма обработки данных;
показан эффект локального замедления скорости радиоволн в точке приема и оценено его влияние на углы места принимаемых сигналов.
Научная и практическая ценность работы Научная и практическая ценность работы заключается в создании нового метода спектральной обработки данных - "Метода модифицированного преобразования Фурье" и его практической реализации в области угловой спектроскопии декаметровых радиоволн.
Созданный макет анализатора углового спектра обладает повышенной разрешающей способностью и позволяет проводить высокоточные эксперименты , направленные на изучение тонкой угловой структуры ионосферных сигналов. В частности, решена задача разделения ионосферных лучей,отраженных от E,F1,F2 областейионосферы. При разработке и создании макета анализатора углового спектра реализован "голографический метод" измерения амплитуд и фаз поля в фиксированных точках пространства и показаны его технологические преимущества.
Автор защищает 1. Основы метода "Модифицированного преобразования Фурье".
-
Конструктивные и технологические основы созданного макета углового спектроанализатора.
-
Результаты исследования возможностей анализатора спектра при моделировании и в режиме макетирования.
-
Результаты измерения угловых спектров реальных сигналов на разработанном макете анализатора углового спектра.
Апробация работы Основные результаты, полученные в диссертационной работе, были доложены на объединенных семинарах КГУ и КМИО ИЗМИРАН, ИЗМИРАН, на профессорско-преподавательских конференциях КГУ, на научно - техническом семинаре "Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах" ( Смоленск, 1992г.Э,
на Всесоюзном семинаре "Распространение радиоволн в ионосфере" С Калининград, 1989г.D
Публикации.Содержание диссертации опубликовано в восьми печатных работах.
Структура работы. Диссертация состоит из введения,трех глав и заключения; в ней содержится 102 страницы текста и 76 страниц с иллюстрациями. Список литературы содержит 62 наименования.
