14.02.2020|20:00

Ученые придумали новый способ расчета распространения радиоволн

Исследователи из Калининграда совместно с коллегами из Иркутска, Ростова-на-Дону и Исландии разработали новый способ нахождения наилучшей траектории для построения 3D-моделей распространения коротких волн. Метод уже применили к расчету траекторий ионосферных радиолучей — радиоволн в заряженном слое атмосферы Земли. Статья опубликована в IEEE Transactions on Antennas and Propagation.
«Разработанный метод и созданный комплекс программ могут стать эффективным инструментом в моделировании поиска радиоволн, направленных от излучателя к приемнику, с поверхности Земли, ракет или космических аппаратов. Метод возможно применять для оптических исследований, при решении задач радиосвязи и навигации спутниковых систем, а также для расчета сейсмических и океанических волн», — отмечает один из исследоваталелей, младший научный сотрудник Калининградского филиала Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Н. В. Пушкова РАН (ИЗИМРАН) Игорь Носиков.
Ионосфера — часть атмосферы на высотах 50 — 300 километров, где много ионизированных частиц: электроны отрываются от молекул и атомов под действием ультрафиолета, рентгеновских лучей и прилетающих от Солнца протонов. На нее постоянно влияют радиация Солнца, возмущения магнитного поля Земли и атмосферные процессы, что приводит к изменениям в ионосфере и формированию разных по размеру неоднородностей. Наиболее ярко это может проявиться, например, во время северных сияний или потеплений стратосферы над Арктикой.
Для мониторинга ионосферы и связи на больших расстояниях используют высокочастотные радиоволны и компьютерные модели для их расчета. Именно их распространение в ионосфере становится определяющим фактором при выборе характеристик приемо-передающих устройств: радиочастот, параметров антенны и прочего.
Проблема расчета радиолучей в аналитически заданной ионосфере — не настолько сложная вычислительная задача, однако, на пути распространения радиоволны могут встретиться непредвиденные препятствия, например, те же неоднородности. Таким образом, проблема отслеживания траекторий радиолучей возникает, когда необходимо найти соответствующие пути радиосвязи между передатчиком и приемником в трехмерно-неоднородной ионосфере.
«Фундаментальное значение разработки нашего метода мы связываем с теоретическими аспектами распространения электромагнитных волн в неоднородных средах. Большую роль он должен сыграть в интерпретации данных вертикального и наклонного зондирования ионосферы, — считает старший научный сотрудник КФ ИЗИМРАН Максим Клименко. — На данный момент одним из средств проверки разрабатываемых теорий и важнейшим прикладным инструментом является численное моделирование, то есть создание математической модели».
Поддержанные грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда исследователи поставили задачу совершенствовать и искать новые эффективные способы численного моделирования того, как распространяются радиоволны. Разработанный метод отличается от более ранних подходов строгой фиксацией положений передатчика и приемника, а также возможностью избирательно определять разные типы радиолучей.
Последнее позволило создать эффективный метод глобального нахождения траекторий лучей, где они идентифицируются один за другим. В качестве способа решения выступает алгоритм прямой оптимизации, и не требуется работа со сложными вариационными и бихарактеристическими уравнениями. Для различных типов лучей применяют разные способы вычислений, поэтому удается отделить их друг от друга. Это упрощает задачу поиска конкретной радиоволны среди множества остальных.
Материал подготовлен при поддержке Фонда президентских грантов.

Источник: https://news.rambler.ru/tech/43684569-uchenye-pridumali-novyy-sposob-rascheta-rasprostraneniya-radiovoln/

  Опубликовать
Комментарии
Текст комментария
Другие новости в рубрике «Общество»
Главе Калининграда озвучили идею создания подземных переходов Сегодня, 12:01
Дороги, доступная среда для инвалидов, грантовая поддержка общественных объединений, помощь в проведении массовых мероприятий и увеличение бесплатных туалетов в областном центре.
В пиццерии на ул. Челнокова в Калининграде ночью произошёл пожар Сегодня, 12:01
В пиццерии на ул. Челнокова в Калининграде около полуночи 25 февраля произошёл пожар. Об этом сообщается на сайте регионального МЧС.
В Калининграде фронтовика Владимира Никулина поздравили с 98-летием Сегодня, 12:01
Когда началась война, ему было всего 19 лет. Тогда он ещё не знал, что будет брать Берлин. В Калининграде чествовали фронтовика Владимира Никулина, ему исполнилось 98 лет.
Пентагон признал преимущество российских войск в Западном округе РФ Сегодня, 12:01
Главнокомандующий Объединёнными вооружёнными силами НАТО в Европе Тод Уолтерс выступил с заявлением, в котором говорится о превосходстве военного потенциала России в Калининграде и Западном округе над контингентом Североатлантического Альянса в…
Ученые нашли регуляторы кровоснабжения, которые помогут при гипертонии Сегодня, 12:01
КАЛИНИНГРАД, 26 фев — РИА Новости. Интернациональная группа ученых получила данные о новых регуляторах кровоснабжения мозга, которые могут быть использованы при лечении гипертонии, сообщила пресс-служба Балтийского федерального университета имени Канта…
В Светлогорске выступили артисты Большого театра Сегодня, 12:01
Новый этап большого строительства. На острове Октябрьский заложили первый камень в основание филиала Третьяковской галереи и Большого театра.

Главное за сутки

Сегодня в кино
Вся афиша Калининграда на сайте
kaliningrad.4geo.ru/afisha/