CC BY
11УДК 618:623.624:621.396.946 DOI: 10.24412/2782-2141-2023-1-19-28
Методика оценки энергетических потерь декаметровых радиолиний в высоких широтах,
вызванных авроральным поглощением
Кулешов И. А., Полуян А. М., Талагаев В. И.
Аннотация. В последние десятилетия освоение Арктики в исследовательских, экономических и военных интересах потребовало соответствующего развития телекоммуникационной инфраструктуры арктического региона. Особое внимание при этом уделяется исследованиям особенностей распространения радиоволн в Арктике с целью разработки эффективных в энергетическом отношении систем и средств арктической радиосвязи. Представленная в работе методика оценки энергетических потерь радиолиний декаметрового диапазона в высоких широтах разработана в среде программирования Mathcad. Методика позволяет уточнять значение коэффициента аврорального поглощения с учётом выбранной геомагнитной широты, местного времени, солнечной активности, сезона года и используемых для связи рабочих частот. Полученные с помощью методики количественные оценки повышают точность прогнозирования энергетических потерь в декаметровых радиолиниях связи, позволяют численно оценивать и выбирать энергетические и вероятностно-временные характеристики проектируемых радиолиний декаметрового диапазона волн для Арктического региона.
Ключевые слова: авроральное поглощение, арктическая радиосвязь, связь на декаметровых волнах, ультрафиолетовое и корпускулярное излучения Солнца.
Введение
Со времен первооткрывателей и до наших дней Арктика является одним из приоритетных направлений развития и важным субъектом защиты национальных, экономических и военных интересов России [1]. Несмотря на использование спутниковых систем связи для высокоскоростного обмена большими объёмами информации, радиосвязь на декаметровых (ДКМ) волнах продолжает оставаться незаменимым средством управления подвижными объектами государственного и военного назначения в Арктических районах, в частности, управления силами и средствами Военно-морского флота (ВМФ). Это связано с тем, что системы спутниковых телекоммуникаций актуальны в мирное время. В военных условиях при поражении спутников-ретрансляторов орбитальной группировки возможности таких систем ограничиваются локальными районами, где корреспонденты будут обеспечены связью в пределах прямой видимости. Наряду со спутниковой и ДКМ связью перспективным направлением развития радиосвязи в интересах устойчивого управления подвижными объектами в Арктике служит использование систем средневолновой радиосвязи с земной волной, что обусловлено аномально низким затуханием волн этого диапазона над трассами с ледовым покрытием [2-5].
Повышение надежности ДКМ радиосвязи в Арктической зоне в условиях естественных и преднамеренных помех [4, 6] одна из главных целей и задач исследований ионосферного радиоканала в высоких широтах. Трудности в её решении связаны со спецификой среды распространения сигналов, характеризующейся повышенной возмущённостью ионосферы и аномальными явлениями различного рода.
В спокойных условиях ионосфера высоких широт принципиально не отличается от среднеширотной ионосферы и энергетические потери в ионосфере связаны в основном с регулярным поглощением, определяемым ультрафиолетовым излучением Солнца. Однако для высокоширотной ионосферы более типичным является состояние возмущённости, когда в процессе поглощения радиоволн помимо регулярной компоненты появляется аномальная компонента, обусловленная вторжением в ионосферу энергетически заряженных частиц. Эта
компонента создаёт добавочные потери на линии связи, которые нередко оказываются преобладающими [7].
Аномальная компонента поглощения (иначе авроральное поглощение) является результатом корпускулярного воздействия на ионосферу за счёт проникновения электронов с энергией более 40 кэВ в нижнюю ионосферу и создания там повышенной ионизации на высотах 60-100 км. Авроральное поглощение представляет основные трудности в обеспечении связи на высокоширотных радиолиниях. Большая частота появления аврорального поглощения делает такое ухудшение связи характерным для Арктической зоны [7]. В отдельных периодах авроральное поглощение имеет небольшую длительность (в 80 % случаев не более двух часов). При этом область, занятая поглощением, имеет форму дуги, вытянутой вдоль геомагнитной широты.
Авроральное поглощение в ночные часы сопровождается магнитными возмущениями, а днем наблюдается при спокойном магнитном поле. Области магнитной активности и аврорального поглощения различны: если первая представляет собой овал, максимум которого ночью соответствует исправленной геомагнитной широте (Ф') 67-68° Ф', а днем 78° Ф', то зона авроральной активности имеет вид кольца с максимумом на 65-67° Ф' как в дневные, так и в ночные часы [8]. Иными словами, ночью обе зоны приходятся примерно на одни и те же исправленные геомагнитные широты, а днем их положение различается примерно на 10°. Протяженность этой дуги по долготе может превышать 160° при ширине по меридиану в 10°.
На рис. 1 представлен суточный ход интенсивности параметра аврорального поглощения Ьн, отмеченный в виде изобат от 0,5^2 дБ в течение суток. Параметр аврорального поглощения Ьн измеряется в дБ.
12
О
Геомагнитная полночь
Рис. 1. Круговая диаграмма суточного хода интенсивности аврорального поглощения в геомагнитной системе координат и долготного времени
Из диаграммы суточного хода вероятности появления аврорального поглощения видно, что наблюдаются два максимума: предполуденный (8-10 ч.), предполуночный (2224 ч.) и один минимум - в вечерние часы (18-20 ч.) местного времени.
В высоких широтах повышенная возмущённость приводит к тому, что нормальный закон статистического распределения параметров ионосферы, характерный для средних широт, нарушается [8]. В значениях ионосферных характеристик появляются асимметрия и бимодальность, что свидетельствует о влиянии разных агентов ионизации (ультрафиолетового и корпускулярного излучений Солнца) [7]. В условиях повышенной возмущенности ионосферы среднее значение Lh, как наиболее репрезентативная оценка для невозмущенных условий, оказывается недостаточно чувствительной к изменениям, соответствующим возмущённой ионосфере. Поэтому учёт среднего значения Lh в оценке аврорального поглощения для высокоширотных ДКМ радиолиний является недостаточным, что представлено в методе прогнозирования уровней сигнала и показателей надежности высокочастотных систем (ВЧ-систем) в соответствии с рекомендацией МСЭ-R P.533-14 Международного Союза Электросвязи (ITU) [9] (табл. 1).
Таблица 1 - Значения параметра аврорального поглощения Ьн от времени суток, сезона года и широты
а) Дальность передачи меньше или равна 2500 км
Местное время в
средней точке трассы, t, ч.
G„ (Ф') 01<t<04 04 < t < 07 07 < t < 10 10 <t<13 13 < t < 16 16 <t<19 19<t<22 22 < t < 01
77,5° < G„ 2,0 6,6 6,2 1,5 0,5 1,4 1,5 1,0
72,5° < G„ < 77,5' 3,4 8,3 8,6 0,9 0,5 2,5 3,0 3,0 З S
67,5° < G„ < 72,5' 6,2 15,6 12,8 2,3 1,5 4,6 7,0 5,0
62,5° < G„ < 67,5' 7,0 16,0 14,0 3,6 2,0 6,8 9,8 6,6 М
57,5° < G„ < 62,5' 2,0 4,5 6,6 1,4 0,8 2,7 3,0 2,0 А
52,5° < G„ < 57,5' 1,3 1,0 3,2 0,3 0,4 1,8 2,3 0,9
47,5° < G„ < 52,5' 0,9 0,6 2,2 0,2 0,2 1,2 1,5 0,6
42,5° < G„ < 47,5' 0,4 0,3 1,1 0,1 0,1 0,6 0,7 0,3
77,5° < G„ 1,4 2,5 7,4 3,8 1,0 2,4 2,4 3,3
72,5° < G„ < 77,5' 3,3 11,0 11,6 5,1 2,6 4,0 6,0 7,0 Р а
67,5° < G„ < 72,5' 6,5 12,0 21,4 8,5 4,8 6,0 10,0 13,7 и н
62,5° < G„ < 67,5' 6,7 11,2 17,0 9,0 7,2 9,0 10,9 15,0 о to
57,5° < G„ < 62,5' 2,4 4,4 7,5 5,0 2,6 4,8 5,5 6,1 н
52,5° < G„ < 57,5' 1,7 2,0 5,0 3,0 2,2 4,0 3,0 4,0 т в
47,5° < G„ < 52,5' 1,1 1,3 3,3 2,0 1,4 2,6 2,0 2,6 я е
42,5° < G„ < 47,5' 0,5 0,6 1,6 1,0 0,7 1,3 1,0 1,3
77,5° < Gn 2,2 2,7 1,2 2,3 2,2 3,8 4,2 3,8
72,5° < Gn < 77,5 ° 2,4 3,0 2,8 3,0 2,7 4,2 4,8 4,5
67,5° < Gn < 72,5 4,9 4,2 6,2 4,5 3,8 5,4 7,7 7,2 Л
62,5° < Gn < 67,5 ° 6,5 4,8 9,0 6,0 4,8 9,1 9,5 8,9 И
57,5° < Gn < 62,5 3,2 2,7 4,0 3,0 3,0 6,5 6,7 5,0 Т О
52,5° < Gn < 57,5 ° 2,5 1,8 2,4 2,3 2,6 5,0 4,6 4,0
47,5° < Gn < 52,5 1,6 1,2 1,6 1,5 1,7 3,3 3,1 2,6
42,5° < Gn < 47,5 0,8 0,6 0,8 0,7 0,8 1,6 1,5 1,3
Более полную информацию о возмущенной среде содержит статистическая модель аврорального поглощения, разработанная Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн (ИЗМИРАН) совместно с Арктическим и Антарктическим научно-исследовательским институтом Госкомитета по гидрометеорологии и контролю природной среды (ААНИИ) [7]. Статистическая модель аврорального поглощения основывается на эмпирических данных распределения частоты появления аномального поглощения, полученных в результате долгосрочных измерений космического радиоизлучения с помощью риометров (риометр - прибор для измерения поглощения в ионосфере методом регистрации уровня космического радиоизлучения) на высокоширотной цепочке станций от Ф'=61°^73° в Российском секторе Арктики. Распределения были построены для четырех сезонов высокой (в.с.а.) и низкой (н.с.а.) солнечной активности на каждые 2 часа местного времени. Использовались данные на каждый день. Полученные эмпирические распределения близки по своей форме к экспоненциальному закону распределения и к «правой ветви» нормального закона распределения с нулевым средним значением, которые и были затем использованы для их аппроксимации [8]. В связи с этим для каждого эмпирического распределения частоты появления аномального поглощения оценивались два параметра: х -среднее значение величин аврорального поглощения и Оо - среднеквадратичное отклонение от нулевого значения величин аврорального поглощения.
В табл. 2 и 3 приведены значения параметров х и о0 для периодов высокой и низкой солнечной активности, для сезона Весна, с шагом в 1° года с 61°^73° Ф' и на каждые 2 часа.
По результатам эмпирических данных, полученных ИЗМИРАН совместно с ААНИИ, разработан метод расчета энергетических потерь на высокоширотных радиолиниях, вызванных авроральным поглощением [7].
Суть метода, заключается в представлении аврорального поглощения в виде функции от геомагнитной широты Ф ', местного времени г, солнечной активности Ж и сезона года 5:
Ав = ^ (Ф', г, Ж, 5), (1)
где Ав - авроральное поглощение при вертикальном прохождении ионосферы.
При этом вероятность поглощения при вертикальном падении определяется с помощью численного интегрирования по формуле
х
Р(х) = | Ж (х^х , (2)
0
где х = Ав,, а Ж(х) - функция плотности вероятности аврорального поглощения.
При этом:
- закон нормального распределения, описываемый правой ветвью нормальной кривой, применим для условий с большей возмущенностью, т. е. для периодов весеннего и осеннего равноденствия, днём, в годы высокой солнечной активности функция плотности вероятности аврорального поглощения имеет вид
2 (х-Х2)2
Ж(х) = —е 2а° , (3)
о0>/2л
где х0 = 0.
- закон экспоненциального распределения, применим для спокойных условий: в вечерние часы, на станциях, расположенных на широтах выше 70о, летом, в годы низкой ссолнечной активности. При таком виде распределений наблюдаются более меньшие значения аврорального поглощения, функция плотности вероятности имеет вид
Ж(х) =е-Ь , (4)
где X - параметр экспоненциального распределения, для которого А = Их , значение х выбирается из табл. 2.
Таблица 2 — Значения параметра х для различных часов местного времени геомагнитных широт 61°^73°, дБ
Ф 2 ч 4 ч 6 ч 8 ч 10 ч 12 ч 14 ч 16 ч 18 ч 20 ч 22 ч
Весна Высокая солнечная активность
61° 0,3 0,3 0,3 0,32 0,34 0,35 0,35 0,34 0,32 0,28 0,27 0,28
62° 0,34 0,34 0,34 0,35 0,4 0,42 0,41 0,38 0,34 0,3 0,27 0,29
63° 0,36 0,36 0,37 0.4 0,47 0,48 0,47 0,42 0,37 0,3 0,29 0,31
64° 0,38 0,38 0,4 0,5 0,53 0,53 0,52 0,46 0,4 0,35 0,3 0,33
65° 0,42 0,41 0,43 0,52 0,55 0,55 0,55 0,5 0,42 0,37 0,36 0,37
66° 0,44 0,44 0,48 0,52 0,57 0,58 0,56 0,52 0,43 0,38 0,35 0,38
67° 0,44 0,45 0,43 0,49 0,57 0,6 0,58 0,52 0,43 0,37 0,34 0,37
68° 0,44 0,44 0,43 0,46 0,54 0,62 0,59 0,5 0,42 0,36 0,32 0,35
69° 0,4 0,4 0,4 0,42 0,45 0,51 0,51 0,45 0,4 0,34 0,3 0,32
70° 0,35 0,35 0,35 0,36 0,38 0,39 0,4 0,4 0,35 0,3 0,29 0,3
71° 0,32 0,32 0,32 0,33 0,34 0,35 0,35 0,35 0,31 0,28 0,27 0,28
72° 0,29 0,29 0,3 0,3 0,32 0,32 0,32 0,31 0,29 0,27 0,26 0,26
73° 0,27 0,27 0,27 0,28 0,29 0,3 0,29 0,28 0,27 0,26 0,25 0,25
Весна Низкая солнечная активность
61° 0,2 0,2 0,21 0,21 0,23 0,24 0,24 0,24 0,23 0,2 0,2 0,2
62° 0,23 0,23 0,24 0,25 0,25 0,27 0,28 0,27 0,26 0,25 0,24 0,24
63° 0,24 0,25 0,28 0,31 0,32 0,33 0,32 0,31 0,31 0,31 0,3 0,28
64° 0,28 0,31 0,32 0,35 0,36 0,37 0,36 0,34 0,33 0,32 0,32 0,32
65° 0,32 0,33 0,33 0,36 0,38 0,4 0,39 0,37 0,34 0,33 0,33 0,34
66° 0,35 0,35 0,34 0,37 0,42 0,43 0,43 0,4 0,36 0,34 0,35 0,35
67° 0,35 0,35 0,35 0,38 0,43 0,47 0,46 0,4 0,37 0,34 0,35 0,35
68° 0,35 0,35 0,34 0,38 0,43 0,47 0,46 0,4 0,37 0,34 0,35 0,35
69° 0,35 0,34 0,34 0,37 0,4 0,45 0,43 0,38 0,33 0,3 0,31 0,33
70° 0,3 0,29 0,32 0,36 0,38 0,4 0,37 0,33 0,29 0,27 0,28 0,29
71° 0,25 0,25 0,28 0,34 0,36 0,36 0,33 0,29 0,25 0,24 0,26 0,27
72° 0,22 0,23 0,25 0,31 0,34 0,33 0,3 0,25 0,23 0,22 0,24 0,25
73° 0,2 0,2 0,22 0,26 0,3 0,3 0,26 0,22 0,2 0,19 0,2 0,2
При этом авроральное поглощение для вертикального прохождения ионосферы (Ав) пересчитывается для случая наклонного прохождения ионосферы Lh и соответствующей рабочей частоты /о по формуле
Lh = кАв, (5)
где
k=(f(32/ , (6)
(/о + /l ) C0S ф
/о - рабочая частота, МГц, / - продольная составляющая гирочастоты, которая для высоких широт близка к 1,5 МГц,
• cos А
Ф = arcsin —-, (7)
Ra+h0Tp' W
где Ra - радиус Земли; Иотр - высота области отражения; ф - угол падения на ионосферный слой, А - угол излучения.
Авроральное поглощение Lh является зависимой величиной и с учётом формулы (5) для всякой зависимой величины вида y = kx, т. е. y = Lh и используя формулы (1) - (7), выведем вероятность поглощения при наклонном прохождении ионосферы для заданной рабочей частоты f
У
P(y) = J W (y)dy . (8)
Таблица 2 - Значения параметра о0 для различных часов местного времени для геомагнитных широт 61°^73°
Ф 2 ч 4 ч 6 ч 8 ч 10 ч 12 ч 14 ч 16 ч 18 ч 20 ч 22 ч
Весна Высокая солнечная активность
61° 0,45 0,4 0,39 0,4 0,41 0,42 0,42 0,4 0,39 0,37 0,35 0,35
62° 0,5 0,47 0,49 0,5 0,55 0,56 0,55 0,49 0,45 0,4 0,35 0,38
63° 0,6 0,51 0,53 0,6 0,7 0,71 0,70 0,56 0,5 0,46 0,41 0,45
64° 0,6 0,53 0,55 0,68 0,72 0,73 0,72 0,65 0,56 0,48 0,43 0,5
65° 0,6 0,54 0,55 0,69 0,73 0,74 0,73 0,7 0,59 0,5 0,45 0,5
66° 0,6 0,55 0,57 0,68 0,75 0,76 0,75 0,72 0,6 0,5 0,48 0,5
67° 0,6 0,57 0,57 0,65 0,75 0,8 0,8 0,72 0,62 0,5 0,46 0,48
68° 0,6 0,55 0,55 0,6 0,7 0,8 0,8 0,7 0,6 0,47 0,45 0,45
69° 0,55 0,53 0,54 0,57 0,65 0,7 0,7 0,62 0,55 0,45 0,41 0,42
70° 0,5 0,5 0,5 0,55 0,59 0,6 0,59 0,54 0,47 0,42 0,38 0,39
71° 0,44 0,45 0,47 0,52 0,55 0,56 0,53 0,47 0,44 0,4 0,37 0,37
72° 0,4 0,4 0,45 0,5 0,53 0,52 0,5 0,45 0,43 0,4 0,35 0,35
73° 0,37 0,38 0,4 0,44 0,5 0,47 0,45 0,43 0,4 0,36 0,34 0,34
74° 0,35 0,35 0,36 0,4 0,41 0,42 0,42 0,4 0,36 0,34 0,33 0,33
Весна Низкая солнечная активность
61° 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
62° 0,25 0,26 0,29 0,3 0,37 0,4 0,37 0,3 0,28 0,27 0,26 0,26
63° 0,32 0,35 0,4 0,45 0,5 0,52 0,5 0,47 0,43 0,4 0,4 0,39
64° 0,41 0,42 0,45 0,5 0,52 0,55 0,53 0,5 0,45 0,43 0,44 0,44
65° 0,5 0,44 0,45 0,51 0,58 0,61 0,61 0,55 0,47 0,45 0,45 0,47
66° 0,5 0,46 0,47 0,51 0,6 0,65 0,65 0,62 0,5 0,45 0,44 0,47
67° 0,5 0,49 0,46 0,5 0,6 0,66 0,68 0,65 0,52 0,46 0,4 0,43
68° 0,5 0,49 0,44 0,46 0,58 0,65 0,68 0,65 0,52 0,45 0,35 0,35
69° 0,35 0,35 0,35 0,4 0,44 0,5 0,5 0,5 0,45 0,32 0,27 0,28
70° 0,29 0,3 0,3 0,36 0,4 0,4 0,4 0,32 0,3 0,25 0,23 0,23
71° 0,27 0,25 0,27 0,35 0,37 0,36 0,3 0,25 0,25 0,24 0,23 0,24
72° 0,25 0,23 0,24 0,3 0,36 0,32 0,25 0,24 0,22 0,21 0,22 0,23
73° 0,24 0,23 0,24 0,3 0,35 0,3 0,25 0,22 0,2 0,2 0,2 0,21
Применив среду программирования Ма1ксас1 и используя значения параметров х и о0, приведённых в табл. 2, 3, и формулы (1) - (8) построим графики зависимости вероятности связи Рс от аврорального поглощения Ьи. Под вероятностью связи Рс будем понимать вероятность превышения порогового значения отношения сигнал/шум для конкретной
радиолинии. Расчёт приведён для геомагнитной широты Ф' = 66°, на которую приходится максимум аврорального поглощения в год в.с.а. (число Ж =100) сезон «Весна» на 12 часов (рис. 2) и 22 часа (рис. 3), что соответствует суточному максимуму, и на 18 часов (рис. 4), что соответсвует суточному минимуму.
Рис. 2. График зависимости вероятности связи Рс^ь) от аврорального поглощения Lh на 12 часов, соответствующий суточному максимуму в зависимости от рабочей частоты /О
Рис. 3. График зависимости вероятности связи Рс^ь) от аврорального поглощения Lh на 22 часа, соответствующий суточному максимуму в зависимости от выбранной рабочей частоты /О
Рис. 4. График зависимости вероятности связи Рс(Хй) от аврорального поглощения Lh на 18 часов вечера, соответствующий суточному минимуму, от рабочей частоты /О
Для данной широты применён нормальный закон распределения, описываемый правой ветвью, что отмечено на графиках Р21 (9,К(8), где 5,11,9 - соответствует порядковому номеру графиков, начиная с 0 ч. до 22 ч., графики программно строятся на каждые 2 часа, К - коэффициент, определяемый формулой (6), а 8, 12,6 и 24 - номиналы рабочих частот /О, для которых и производился расчёт.
Данные графики представляют собой интегральные кривые зависимости вероятности связи Рс от аврорального поглощения Lh (дБ). При этом более высокие значения вероятности связи Рс обозначает процент времени обеспечения связи, максимальное значение которого будет наблюдаться при превышении более высокого значения поглощения Lh для конкретно выбранной частоты уё. Так при частоте /0 = 24 МГц значение аврорального поглощения Lh составляет 3,5 дБ для 12 часов утра (рис. 2) и 2,4 дБ для 22 и 18 часов вчера (рис. 3, 4) соответственно при вероятности связи Рс = 0,995, а при частоте /0 = 8 МГц значение аврорального поглощения Lh принимает максимальные значения 27 дБ для 12 часов утра и 19,2 дБ для 22 часов и 19 дБ для 18 часов соответственно. Полученные результаты свидетельствует о том, что, чем выше рабочая частота _/0, тем меньше значение аврорального поглощения Lh .
Заключение
Разработанная методика в среде программирования Mathcad на основе метода расчета энергетических потерь на высокоширотных радиолиниях позволяет:
1. Уточнить и спрогнозировать энергетические потери на высокоширотных ДКМ радиолиниях в условиях аврорального поглощения с учётом выбранной геомагнитной широты Ф', местного времени t, солнечной активности Ж и сезона года 5;
2. Получить зависимость вероятности связи Рс от значения аврорального поглощения Lh с учётом выбранной рабочей частоты _/0.
Полученные результаты показывают преимущество предлагаемого метода расчета энергетических потерь на высокоширотных радиолиниях ДКМ, вызванных авроральным
поглощением, по сравнению с методом прогнозирования уровней сигнала и показателей надежности ВЧ-систем в соответствии с рекомендацией МСЭ-R P.533-14 Международного Союза Электросвязи (ITU) [9], поскольку для условий высоких широт при повышенной возмущенности представленные в табл. 1 средние значения Lh недостаточно чувствительны к изменениям, соответствующим возмущённой ионосфере, которые необходимо учитывать в интересах устойчивого управления подвижными объектами ВМФ в Арктической зоне.
Литература
1. Морская доктрина Российской Федерации, утвержденная Указом Президента Российской Федерации от 31 июля 2022 г. № 512.
2. Акулов В.С., Талагаев В.И. Структура земной волны над ледовыми трассами в Арктических районах // Техника средств связи. 2021. № 4 (156). С. 34-43.
3. Акулов В.С., Талагаев В.И., Угрик Л.Н. Оценка зон обслуживания систем радиосвязи с земной волной в Арктических районах // Техника средств связи. 2022. № 1(157), С. 53-60,
4. Акулов В.С., Талагаев В.И., Угрик Л.Н. Методология оценки влияния преднамеренных помех на радиотехнические системы // Техника средств связи. 2021. № 3 (155). С. 2-9.
5. Акулов В.С., Талагаев В.И. Анализ дальности связи и глубины приема сигналов на сверхдлинных волнах // Техника средств связи. 2022. № 3(159). С. 9-14.
6. ГОСТ РВ 0158-006-2018. Связь военная. Термины и определения. М.: Национальный военный стандарт Российской Федерации - Введ. 01.03.2019 года.
7. Жулина Е.М. Дополнительные энергетические потери на высокоширотных радиолиниях. -М.: Наука, 1983. 208 с.
8. Жулина Е.М., Кища П.В. О характере статистических распределений поглощения в высоких широтах - В кн.: Ионосферное прогнозирование. М.: Наука, 1982. С. 178-183.
9. Международная эталонная модель ионосферы IRI // The International Reference Ionosphere. URL: http://irimodel.org/R-REC.-P.533 - 14 - R (дата обращения: 18.10.2022).
References
1. Maritime Doctrine of the Russian Federation, approved by Decree of the President of the Russian Federation dated July 31, 2022 No. 512. (in Russian).
2. Akulov V.S., Talagaev V.I. The structure of the earth wave over ice routes in the Arctic regions. Means of Communication Equipment. 2021. No. 4 (156). Pp. 34-43. (in Russian).
3. Akulov V.S., Talagaev V.I., Ugrik L.N. Assessment of the service areas of radio communication systems with the Earth wave in the Arctic regions. Means of Communication Equipment. 2022. No. 1 (157). Pp. 53-60. (in Russian).
4. Akulov V.S., Talagaev V.I., Ugrik L.N. Methodology for assessing the impact of intentional interference on radio engineering systems. Means of Communication Equipment. 2021. No. 3 (155). Pp. 2-9. (in Russian).
5. Akulov V.S., Talagaev V.I. Analysis of communication range and depth of reception of signals on ultralong waves. Means of Communication Equipment. 2022. No. 3 (159). Pp. 9-14. (in Russian).
6. GOST RV 0158-006-2018. Military communication. Terms and definitions. Moscow. National Military Standard of the Russian Federation - Introduction 01.03.2019 of the year. (in Russian).
7. Zhulina E.M. Additional energy losses on high-latitude radio links. Moscow. Science pabl., 1983. 208 p. (in Russian).
8. Zhulina EM, Kischa P.V. On the nature of statistical distributions of absorption in high latitudes - V book: Ionospheric forecasting. Moscow. Science pabl.,1982, S. 178-183. (in Russian).
9. IRI//The International Reference Ionosphere. URL: http://irimodel.org/R-REC.-P.533 - 14 - R (accessed date: 18.10.2022). (in Russian).
Статья поступила 15 февраля 2023 года
Информация об авторах
Кулешов Игорь Александрович - Заместитель генерального директора ПАО «Интелтех» по научной работе. Доктор технических наук, доцент. Область научных интересов: системы связи, навигации и управления специального назначения.
Адрес: 197342, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8. Тел.: +7 (812)542-90-54. E-mail: intelteh@inteltech.ru
Полуян Андрей Михайлович - Адъюнкт ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия»,
Адрес: 198510, Россия, Санкт-Петербург, ул. Развозная, д. 17. Тел. 8(812)450-67-14. E-mail: poluyan86@list.ru.
Талагаев Владимир Иванович - Кандидат технических наук. Старший научный сотрудник, профессор Академии военных наук. Ведущий научный сотрудник ПАО «Интелтех».
Адрес: 197342, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8. Тел. +7(812)448-96-50. E-mail: intelteh@inteltech.ru.
Technique of assessment of power losses of decameter radio lines in the high latitudes caused by auroral absorption
I. A. Kuleshov, A. M. Poluyan, V. I. Talagaev
Annotation: In recent decades, the development of the Arctic in research, economic and military interests has required the corresponding development of the telecommunications infrastructure of the Arctic region. Particular attention is paid to studies of the peculiarities of the spread of radio waves in the Arctic in order to develop energy-efficient systems and means of Arctic radio communication. The technique for estimating the energy loss of decameter radio links at high latitudes presented in this paper was developed in the Mathcad programming environment. The method allows you to clarify the value of the auroral absorption coefficient taking into account the selected geomagnetic latitude, local time, solar activity, season of the year and the operating frequencies used for communication. Quantitative estimates obtained with the help of the method increase the accuracy of predicting energy losses in decameter radio communication links, allow numerically to assess and select energy and probability-time characteristics of the sample of the designed radio lines of the decameter wave range for the Arctic region.
Keywords: Arctic radio communication, decameter wave communication, ultraviolet and corpuscular radiation of the Sun, auroral absorption.
Information about Authors
Igor Aleksandrovich Kuleshov - The deputy of general director of PJSC "Inteltech" on scientific work. Dr.Sci.Tech., the senior lecturer. Field of research: Control systems and communications. Tel.: +7 (812)542-90-54. E-mail: KuleshovIA@inteltech.ru.
Address: 197342, Russia, St. Petersburg, Kantemirovskaya str., 8.
Andrey Mikhailovich Poluyan - Postgraduate student VUNC Navy "Naval Academy". Тел.: +7 (812)450-67-14, E-mail: poluyan86@list.ru.
Address: 198510, Russia, St. Petersburg, Razvoznay str. 17.
Vladimir Ivanovich Talagaev - Candidate of Technical Sciences. Senior Researcher, professor of the Academy of Military Sciences. Leading researcher at PJSC «Intelte^». Tel. +7 (812) 448-96-50. E-mail: intelteh@inteltech.ru.
Address: 197342, Russia, St.Petersburg, Kantemirovskaya str., 8.
Для цитирования: Кулешов И. А., Полуян А. M., Талагаев В. И. Методика оценки энергетических потерь декаметровых радиолиний в высоких широтах, вызванных авроральным поглощением // Техника средств связи. 2023. № 1 (161). С.19-28. DOI: 10.24412/2782-2141-2023-1- 19-28.
For citation: Kuleshov I. A., Poluyan A. M, Talagaev V. I. Technique of assessment of power losses of decameter radio lines in the high latitudes caused by auroral absorption. Means of Communication Equipment. 2023 No. 1 (161). Pр.19-28. DOI: 10.24412/2782-2141-2023-1-19-28. (in Russian).
