Введение к работе
Актуальность проблемы
Задача распространения электромагнитных волн в сферическом анизотропном двумерно плавнонерегулярном волноводе наиболее полно моделирует распространение в реальном волноводном канале Земля -ионосфера. Для радионавигации важное значение имеет диапазон сверхдлинных волн (5 - 30_ кГц). Надежность и точность работы радионавигационных систем требует прогноза поля сигнала с учетом условий распространения. Основной характеристикой сигнала в данном случае является его фаза, которая должна быть рассчитана с высокой точностью. Обычно при расчетах полей СДВ использовалось трассовое приближение, т.е. волновод считался одномерно-нерегулярным и предполагалось, что распространение происходит вдоль геодезической линии, соединяющей источник и приемник. Оценить точность этого приближения можно только, рассматривая задачи распространения в двумерно - нерегулярном волноводе.
Цель работы
Изучить закономерности распространения электромагнитных волн СДВ - диапазона в двумерно - нерегулярном сферическом волноводе.
Исследовать задачу на собственные функции и собственные значения для поперечного оператора волноводной задачи.
Получить уравнения для .амплитуды и фазы собственных волн в сферическом анизотропном двумерно-нерегулярном волноводе.
Оценить точность трассового приближения при вычислении фазы (эйконала) собственной волны на, основе приближенного решения уравнения эйконала.
Получить конкретные численные результаты для погрешности трассового приближения в различных ситуациях.
Научная новизна и практическая ценность диссертации
В работе впервые построено асимптотическое решение задачи распространения электромагнитных волн СДВ - диапазона в двумерно -нерегулярном анизотропном волноводе. Найдены уравнения для вычисления амплитуды и фазы собственных волн. Установлена связь задачи на собственнее функции и собственные значения поперечного оператора в двумерно-нерегулярном волноводе с известной задачей в
одномерно-нерегулярном волноводе. Получены квадратурные формулы для поправки к фазе собственной волны, вычисленной в трассовом приближении. Предложен алгоритм расчета значений производной собственного числа по параметру, определяющему направление нормали к поверхности постоянной фазы, которая требуется для вычислений погрешности.. Выполнены расчеты по оценке точности трассового приближения для различных ситуаций на основной для радионавигационной системы "Омега" частоте 10.2 кГц.
Апробация полученных результатов
Результаты диссертации докладывались на XVII межведомственном семинаре по распространению километровых и более длинных волн (СПбГУ, 1992г.), на семинарах кафедры радиофизики физического факультета СПбГУ в 1993-1996 гг.
По теме диссертации опубликованы три статьи и одна находится в печати. Список работ приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации
