Зондирование ионосферы и многомерного КВ радиоканала сигналами слинейной частотной модуляцией / Sounding the Ionosphere and Multidimensional HF Radio Channel by Signals with Linear Frequency Modulation

Иванов В. А. / Ivanov, V. A.
Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола / RUS Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола
Иванов Д. В. / Ivanov, D. N.
Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола / RUS Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола
Рябова Н. В. / Ryabova, N. V.
Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола / RUS Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола
Выпуск в базе РИНЦ
Иванов В. А., Иванов Д. В., Рябова Н. В. Зондирование ионосферы и многомерного КВ радиоканала сигналами слинейной частотной модуляцией // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 4(5). С. 66–77. DOI: 10.25210/jfop-1204-066077
Ivanov, V. A., Ivanov, D. N., Ryabova, N. V. Sounding the Ionosphere and Multidimensional HF Radio Channel by Signals with Linear Frequency Modulation // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 4(5). P. 66–77. DOI: 10.25210/jfop-1204-066077

Аннотация: Представлены результаты научных исследований Марийского государственного технического университета по проблеме распространения декаметровых волн в ионосфере Земли, направленные на применение сложных сигналов для диагностики среды и частотных каналов распространения. Обсуждаются подходы цифрового синтеза и оптимальной обработки зондирующих сигналов в панорамном, пассивном и канальном зондах с ЛЧМ сигналами, а также новые области применения этих ионозондов.
Abstract: The results of scientific research Mari State Technical University on the proliferation of HF waves in the Earth’s ionosphere to the use of complex signals for the diagnosis of the medium and the frequency of distribution channels are persented. General approaches to digital synthesis and optimum processing of transmitted signals into a panorama, and the passive channel probe chirp signals, as well as new areas of application of these ionosonde are discussed.
Ключевые слова: КВ радиоканал, ЛЧМ сигнал, зондирование, ионозонд, ionosphere, HF channel, chirp signal, sounding, КВ радиоканал

Литература / References
  1. http://umclcar.uml.edu/
  2. http://www.ngdc.noaa.gov/stp/iono/dynasonde/
  3. Morris, R.J., Monselesan, D. P., Hyde, M.R. et al. Southern Polar DPS and CADI Ionosonde Measurements: 2 F-Region Drift Comparison //Advances in Space Research. Vol. 33. Is. 6. 2004. P. 937-942.
  4. ДанилкинН.П. Радиозондирование ионосферы спутниковыми и наземными ионозондами //Труды института прикладной геофизики. М.: 2008. Вып. 87. 209 с.
  5. Беленое А.Ф. Зондирование ионосферы квазинепрерывными сигналами / А.Ф. Беленов, В.А. Зиничев, В.А. Иванов и дp. II Тез. докл.ХШ Всесоюзн. конф. по распространению радиоволн. Горький. 1981. Т. 1. С. 12-13.
  6. Беленое А.Ф. Результаты вертикального зондирования модифицированной F-области ионосферы ЛЧМ- сигналами / А.Ф. Беленов, В.А. Зиничев, В.А. Иванов и dp II Тез. докл. ХIV Всесоюзн. конф. по распространению радиоволн. М.: Наука, 1984. Т. 1. С. 113-114.
  7. ИеаноеВ.А., ФролоеВ.А., ШумаееВ.В. ЛЧМ- метод вертикального зондирования ионосферы / Марийский политехнический институт. Йошкар- Ола. 1984. 21с. Деп. в ВИНИТИ28.05.84. № 3824-84.
  8. Иванов В.А. Особенности распространения коротковолновых ЛЧМ—радиосигналов в регулярной ионосфере / Марийский политехнический институт. Йошкар-Ола. 1985. 41с. Деп. в ВИНИТИ. № 3064-85.
  9. А.с. 1259470 СССР, МКИ Н 03 С 3/08. Цифровой формирователь ЛЧМ сигналов / В.А. Иванов, В.А. Фролов, В.В. Шумаев.
  10. ИеаноеВ.А., ФролоеВ.А., ШумаееВ.В. Зондиро- вание ионосферы непрерывными ЛЧМ радиосиг- налами //Изв. вузов. Радиофизика. 1986. Т. 29. № 2. С. 235-237.
  11. Исследование частотных характеристик эффектов воздействия мощным радиоизлучением на верти- кальной и наклонной трассах / Л.М. Ерухимов, В.А. Иванов, Н.А. Митяков и др. II Модификация ионосферы мощным радиоизлучением: (Материа- лы и междунар. симпоз., Суздаль, сент. 1986 г.) М.: ИЗМИРАН, 1986. С. 77-79.
  12. Иванов В.А. Диагностика ионосферы сигналами с линейной частотной модуляцией Дис. д-ра. физ.— мат. наук: 01.04.03. М.: 1987. 402с.
  13. ЛЧМ ионозонд и его применение в ионосферных исследованиях: обзор / В.А. Иванов, В.И. Куркин, B.Е. Носов [и др.] //Радиофизика. 2003. Т. 34. № 11. C. 919-952.
  14. Иванов Д.В. Применение линейно частотно модулированных сигналов для исследования сверхши рокополосных ионосферных радиоканалов / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, В.И. Куркин //Вторая всерос. науч. конф. «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации связи и акустике». Муром. 2006. С. 31-41.
  15. Использование ЛЧМ ионозонда в адаптивной системе КВ радиосвязи / Иванов В.А., Богута Н.М., Терехов С.А. и др. //Радиотехника, 1993. №4. С. 77-79.
  16. Цифровой ЛЧМ ионозонд нового поколения / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, А.Г. Чернов [и др.] //Сб. докл. IX Междунар. конф. «Радиолокация, навигация, связь»: ВНИИС, Воронеж, 2003. Т. 2. С. 928-939.
  17. А.с. 1259470 СССР, МКИ Н 03 С 3/08. Цифровой формирователь ЛЧМ сигналов. / В.А. Иванов, В.А. Фролов, В.В. Шумаев. 1986.
  18. А.с. 1684906 СССР, МКИ Н 03 В 19/00. Цифровой синтезатор частот /В. А. Иванов, В.В. Шумаев. 1991.
  19. А.с. 1774464 СССР, МКИ Н 03 В 19/00. Цифровой синтезатор частот. /Н.В.Рябова, И.В. Рябов, В.П. Урядов. 1993.
  20. Устройство для определения помехоустойчивых каналов КВ связи / В.А. Иванов, В.В. Шумаев //Патент на изобретение № 2223601 от 05.04.2002.
  21. Виртуальный синтезатор и анализатор NVIS ионограмм для о-компоненты «NVIS 1.0» / В.А. Иванов, Д.В. Иванов, М.И. Рябова II Программа для ЭВМ №2010617653 от 19.11.2010.
  22. VH Channel Sim v.1.0 / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, A.В. Мальцев //Программа для ЭВМ № 2011611750 ot24.02.2011.
  23. Программа расчета надежности приема сигналов в декаметровых ионосферных системах связи по результатам наклонного зондирования ионосферы широкополосным ЛЧМ сигналом / Н.В. Рябова, М.И. Бастракова II Программа для ЭВМ № 2010616855 от 14.10.2010.
  24. SF Signal Extractor v.1.0 / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, И.Е. Царев II Программа для ЭВМ № 2010616687 ot07.10.2010.
  25. Программа синтеза ионограмм наклонного зондирования ионосферы с учетом геофизических факторов v.1.0 / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, А.А. Чернов //Программа для ЭВМ №2011611601 от 17.02.2011
  26. HF Channel ТС Explorer v.1.0 / В.А. Иванов, И.Е. Царев, Н.В. Рябова, А.В. Мальцев // Программа для ЭВМ № 2009614396 от 20.08.2009.
  27. Банк данных наклонного зондирования ионосферы / Д.В. Иванов II База данных № 2006620349 от 9.01.2007.
  28. Иванов В.А. Основы радиотехнических систем ДКМ диапазона / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, B.В. Шумаев. Йошкар-Ола. 1998. 204с.
  29. Рябова Н.В. Диагностика и имитационное модели- рование помехоустойчивых декаметровых радио- каналов: Монография / Н.В. Рябова. Йошкар-Ола. МарГТУ, 2003. 292 с.
  30. Иванов Д.В., Егошин А.Б., Иванов В.А., Рябова Н.В. Информационно-аналитическая система для иссле- дования ионосферы и каналов декаметровой ради- освязи / под ред. В.А. Иванова. Йошкар-Ола: МарГ- ТУ 2006. 256 с.
  31. ИвановД. В. Методы и математические модели ис- следования распространения в ионосфере сложных декаметровых сигналов и коррекции / Д.В. Иванов. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. 268 с.
  32. Иванов В.А., Катков Е.В. Многочастотное наклонное зондирование ионосферы для загоризонтного позиционирования. Йошкар-Ола. МарГТУ, 2009. 218с.
  33. Иванов В. А., Рябова Н. В., Царев И. Е. Диагностика функции рассеяния декаметровых узкополосных стохастических радиоканалов II Радиотехника и электроника. М.: Наука. 2010. Т. 55. №3. С.285-291.
  34. ИвановВ.А., Рябова Н. В., БастраковаМ. И. Оцен- ка надежности декаметровых систем Передачи информации по экс-Периментальным данным панорамного зондирования ионосферы Широкополосным сигналом II Телекоммуникации. 2010. № 2. С. 20-26.
  35. ИвановВ.А., Рябова Н. В., БастраковаМ. И. Экс- периментальное исследование диапазонов опти- мальных рабочих частот адаптивных дальних ра- диолиний по результатам панорамного зондирова- ния ионосферы ЛЧМ-сигналом II Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. Радиофизика. 2010. №3. С. 87-94.
  36. ИвановВ.А., Рябова Н. В., ИвановД. В., Маль- цев А.В. Адаптивное обнаружение и выделение широкополосного сигнала с линейной частотной модуляцией при сжатии его в частотной области II Электромагнитные волны и электронные систе- мы. 2009. Т. 14. № 8. С. 34-45.
  37. Иванов В.А.,Катков Е.В., Чернов А.А. Устройство и алгоритмы синхронизации радиотехнических систем связи и зондирования ионосферных высокочастотных радиоканалов // Вестник МарГТУ Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2010. № 2. С. 114-126.
  38. ИвановВ.А., Рябова Н.В., ИавловВ.В. Определе- ние оптимальной конструкции дельта — антенны по диаграммам направленности для вертикального зондирования ионосферы II Вестник МарГТУ Ра- диотехнические и инфокоммуникационные систе- мы. 2010. № 2. С. 99-113.
  39. Иванов В.А., Рябова Н. В., Бастракова М. И. Оптимизация информационно-технических характеристик систем декаметровой радиосвязи для повышения их надежности // Вестник МарГТУ Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2010. № 2. С. 28-35.
  40. ИвановВ.А., РябоваН.В., ИвановД. В. Зондирова- ние ионосферы и декаметровых каналов связи сложными радиосигналами II Вестник МарГТУ Радиотехнические и инфокоммуникационные си- стемы. 2010. № 1. С. 3-37.
  41. Иванов В.А., Иванов Д.В., Рябова М.И., Сорокин Н.А. Искажение сложных декаметровых радиосигналов в дисперсных ионосферных радио каналах при квазизенитном распространении // Вестник МарГТУ Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2010. №1.С. 43-53.
  42. ИвановД.В., ИвановВ.А., ЛащевскийА.Р., Рябо- ваМ.И. Исследование коррекции дисперсионных искажений, возникающих в ионосферных радиока- налах с полосой 1 МГц II Электромагнитные волны и электронные системы. 2008. Т. 13. № 8. С. 58-66.
  43. Иванов Д.В., Иванов В.А. Энергетические потери при распространении сложных сигналов в средах с дисперсией // Вестник КГТУ им.Туполева. 2006. №1.С. 26-29.
  44. Иванов Д.В. Оптимальные полосы частот сложных сигналов для декаметровых радиолиний // Радио- техника и электроника. 2006. Т.51. №4. С. 389-396.
  45. Иванов Д.В. Искажения в ионосфере декаметровых сигналов с псевдослучайной рабочей частотой // Радиотехника и электроника. 2006. Т. 51. №7. С. 807-815.
  46. Иванов В.А., Иванов Д.В., Тиманов И.Е. Пассивный ЛЧМ ионозонд // Международная байкальская молодежная научная школа по фундаментальной физике. Иркутск: ИСЗФ СОРАН, 2004. С. 75-78.
  47. ИвановД.В., ИвановВ.А., ТимановИ.Е. Алгоритм работы пассивного ионозонда и методики оценки на его основе показателей качества декаметровой связи// Изв. вузов. Авиационная техника. 2007. № 1. С. 57-61.
  48. Иванов В.А., Катков Е.В. Восстановление профиля электронной концентрации по ионограммам наклонного зондирования ионосферы в задачах позиционирования //Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2006. № 2 (42). С. 24-29
  49. Armand, N.A., Smirnov, VM., and Hagfors, T. Distortion of Radar Pulses by the Martian Ionosphere //Radio Science. 2003. Vol. 38. No. 5. P. 11-1-11-12.
  50. Арманд И.А., Смирное В.М.,Хагфорс Т. Проблемы коррекции искажений СШП сигналов при распространении через ионосферу Марса// Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике. Муром,2003. С. 191-196.
  51. Ииггот В. Р., Равер К. Руководство URSI по интер- претации и обработке ионограмм. М.: Наука, 1977.
  52. Иванов Д.В. Исследование перемещающихся ионосферных возмущений на основе эффекта коррекции частотной дисперсии //Георесурсы. Науч.техн. журнал. 2006. № 4 (21). С. 6-9.
  53. ИвановВ.А., Лыонг Вьет Лок, ИасыровА.М., Ря- бова Н. В. Моделирование ионограмм для исследо- вания перемещающихся ионосферных возмуще- ний и их влияния на суточные ходы максимально наблюдаемых частот II Георесурсы. 2004. Т. 19. № 2. С. 24-26.
  54. Lynn, K.J. W., Harris, T.J., and Sjarifudin, М. II JGR, 2000. Vol. 105. No. A12. P. 27,147.
  55. ErukhimovL.M., UryadovVP. et al. //Waves in RandomMedia, 1997. Vol. 7. P. 531.
  56. Ivanov V.A., Ryabova N. V. et al. //JATP, 1998, Vol. 60. No. ll.P. 1013.
  57. УрядовВ.И., ИонятовА.А., РозановС. В. и др. //Изв. вузов Радиофизика. 2001. Т. 44. № 3. С. 255.
  58. Millman, G. Н. and Swanson, R. W. II Radio Sci. 1985. Vol. 20.NO.3.P. 315.
  59. БогутаИ.М., ИвановВ.А. u др. //Радиотехника, 1993. № 4. С. 77.
  60. Subekti, А.А., Usman, К., Ohyama, F., Juzoji, H., and Nakajima, I. Study of NVIS for Communication in Emergency and Disaster Medicine II Proc. APAMI &CJKMI-KOSMI Conference. 2003. P. 259-262.
  61. Иванов Д. В., Рябова М. И. Моделирование характеристик ВЧ радиоканалов для работы в режиме NVTS // Труды LXV научной сессия, посвященной Дню радио. 2010. С. 290-292.
  62. Иванов Д.В., Рябова М. И. Дисперсионные характеристики ионосферных линий ВЧ связи для режима NVIS // Сборник статей XVI междунарордной н-тех. конф. «Радиолокация, навигация, связь». 2010. Т. 2. С. 1057-1064.
  63. Иванов Д.В., Рябова М.И. Исследование полиномиальных моделей дифференциальных NVTS ионограмм для радиоканалов с полосой частот 1 МГц // Сборник докладов III Всероссийской научной конференции «Всероссийские радиофизические научные чтения-конференции памяти Н.А. Арманда». 2010. С. 155-159.
  64. Батухтин В. И., Иванов В.А., Колчев А.А., Розанов С. В. //Изв. вузов. Радиофизика. 2000. Т. XLIII. № 12. С. 1044.
  65. КатковЕ.В. Загоризонтное позиционирование с использованием многочастотного наклонного зондирования ионосферных радиолиний: Дис. канд. физ.-мат. Наук./КГУ Казань, 2007.
  66. Иванов В.А. Численные и полунатурные исследования функции рассеяния узкополосных декаметровых радиоканалов / В.А. Иванов, Н.В. Рябова, Д.В. Иванов, И.Е. Царев // Электромагнитные волны и электронные системы. 2009. Том 14. № 8. С. 46-54.
  67. ITU-R Rec. F.1487. Testing of HF Modems with Bandwidths ofUp to About 12 kHz Using Ionospheric Channel Simulators. (Available From International Telecommunications Union, Geneva, Switzerland). 2000.