Научная статья на тему 'Исследование статистических характеристик атмосферных радиопомех ДВ-диапазона'

Исследование статистических характеристик атмосферных радиопомех ДВ-диапазона Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
174
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Трофимов Владислав Вадимович

На практике большое значение имеет детальное исследование грозовых явлений и создание аппаратуры грозорегистрации. Результаты исследования такого природного явления, как гроза, имеют статистический характер. Цель работы получение статистических характеристик атмосферных радиопомех (АРП) в диапазоне длинных волн (ДВ), необходимых для оценки надежности связи при проектировании связных систем.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Трофимов Владислав Вадимович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Исследование статистических характеристик атмосферных радиопомех ДВ-диапазона»

УДК 621.391.821 В.В. Трофимов

Исследование статистических характеристик атмосферных радиопомех ДВ-диапазона

На практике большое значение имеет детальное исследование грозовых явлений и создание аппаратуры грозорегистрации. Результаты исследования такого природного явления, как гроза, имеют статистический характер. Цель работы — получение статистических характеристик атмосферных радиопомех (АРП) в диапазоне длинных волн (ДВ), необходимых для оценки надежности связи при проектировании связных систем.

Эксперимент проводился на протяжении полугода в период с января по июнь 2006 г. в НИИ радиотехнических систем ТУСУРа и заключался в периодической регистрации вертикальной составляющей электрического поля с последующей обработкой полученных данных [1]. Структурная схема регистратора показана на рис. 1. Параметры регистрации приведены в таблице.

Рис. 1. Структурная схема экспериментальной установки Параметры регистрации

Параметр регистрации Единица измерения Значение

1. Тактовая частота оцифровки аналогового сигнала МГц 1

2. Длительность временного окна регистрации мс 16

3. Период регистрации с 6

4. Динамический диапазон регистрируемого сигнала ДБ 70

5. Частотный спектр регистрируемого сигнала кГц 0,5-5-500

6. Чувствительность приемника мВ 1

В качестве приемной антенны использовался вертикальный несимметричный вибратор длиной 5 м.

Общий объем экспериментальных данных составил около 30 Гбайт. Временные эпюры АРП приведены на рис. 2.

Время, мс Рис. 2. Временные эпюры АРП

В процессе проведения эксперимента анализировались следующие статистические характеристики АРП:

1) структура и временные формы аддитивной смеси атмосферного радиошума и импульсных помех (рис. 2);

2) зависимость усредненного за час значения среднеквадратического отклонения (СКО) радиошума от времени регистрации (рис. 3);

3) зависимость интенсивности потока импульсных помех от времени регистрации (рис. 4);

4) корреляционные свойства СКО радиошума и интенсивности потока радиопомех, интервалы их корреляции (рис. 5);

5) взаимно корреляционные свойства СКО радиошума и интенсивности потока импульсных помех (рис. 6);

6) суточные (а также недельные и месячные) вариации СКО и интенсивности потока импульсных помех за время регистрации (рис. 7-9);

7) зависимости интервалов корреляции СКО и интенсивности потока помех от месяца регистрации (рис. 10).

1 I 1 .

ЙГ"* КМ И1 V К

20

40

60 80 100 Время, дни

120

140

160

Рис. 3. СКО электрического поля АРП

Величина порога для выделения импульсных помех, наблюдаемых на на фоне гауссовс-кого радиошума (см. рис. 2), выбиралась равной 10 значениям СКО напряженности электрического поля в каждом сеансе регистрации, и составила в среднем около 3 мВ/м за весь период регистрации.

!

!

;

........... •••}.........

......1и\ 1и1 JbU.Ji.Lll II 1 Мг :

20

40

60

80 100 120 140

Время, дни

160

Рис. 4. Интенсивность потока выбросов электрического поля АРП

Рис. 5. Нормированные автокорреляционные функции (АКФ) СКО радиошума и интенсивности импульсных помех

Рис. 6. Нормированная взаимно корреляционная функция (ВКФ) СКО шума и интенсивности потока импульсов АРП

Рис. 7. Суточный ход СКО электрического поля АРП

Рис. 8. Месячный ход СКО электрического поля АРП

3 4

День недели

Рис. 9. Недельный ход СКО электрического поля АРП

з 4

Месяц, номер

Рис. 10. Зависимости интервала корреляции СКО и интенсивности потока помех от месяца регистрации

Выводы

1. Временная структура АРП четко дифференцирована на флуктуационную и импульсную составляющие (см. рис. 2), первая из которых представляет собой нормальный случайный процесс с нулевым средним и СКО 0,3 мВ/м, а вторая - случайный поток импульсов, имеющих затухающую квазипериодическую форму. Средняя интенсивность потока импульсов за весь период регистрации составила 700 имп./ч при пороге 3 мВ/м.

2. СКО радиошумов и интенсивности АРП имеют довольно сильную взаимную корреляцию (максимум нормированной ВКФ равен приблизительно 0,3).

3. Интервалы автокорреляции СКО АРП и интенсивности потока помех составляют 8 и 6 ч соответственно; данные значения весьма близки к периоду внутрисуточных вариаций электрического поля в диапазоне КНЧ, а также к периоду огибающей электрического поля атмосферного шума в диапазоне УКВ [2]; их сходство объясняется, вероятно, циклическим изменением параметров среды распространения радиоволн на протяжении суток.

4. Максимальная интенсивность электрического поля АРП в ДВ-диапазоне наблюдается во второй половине дня, минимальная — в первой.

5. Максимум кривой недельных вариаций СКО электрического поля АРП приходится на пятницу, минимум — на вторник; максимум интенсивности потока импульсных помех наблюдается в начале и конце недели, минимум — в середине.

6. Интенсивность атмосферных импульсных помех в первом полугодии 2006 г. монотонно возрастает с января по июнь, величина СКО электрического поля атмосферных помех в НЧ диапазоне также, в общем, растет от зимы к лету, за исключением спадов СКО в марте и июне.

Литература

1. Кононов И.И. Радиотехнические методы местоопределения грозовых очагов / И.И. Кононов, И.А. Петренко, B.C. Снегуров. - JI. : Гидрометеоиздат, 1986. - 223 с.

2. Региональный мониторинг атмосферы. Часть 5. Электромагнитный фон Сибири / под ред. М.В. Кабанова. - Томск : Изд-во Ин-та оптики атмосферы СО РАН, 2001. - 282 с.

Трофимов Владислав Вадимович

Младший научный сотрудник

Тел. : (3822) 27 09 04, 41 38 89, 8 913 110 11 61

V.V. Trofimov

Investigation of LW atmospheric radio noises statistical characteristics

The detail investigation of the thundery phonomena has an important role on the practice and so designing of the thunder registration apparatus. Of course, the thuderstorms and lightning exploration results have the statistical character. The goal of the work is to receive the statistical characteristics of the atmosphere radionoises in electromagnetic LW range, which are necessary for evaluation of the communication system reliability.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.