Технология создания цифровых антенных решеток, устойчивых к нестационарным ионосферным и тропосферным каналам передачи информации на дальние расстояния

Ключевые слова: Радиофизика, антенны, цифровая обработка сигналов, цифровое диаграммообразование, оптимизация, моделирование, радиопеленгация, сверхразрешение. Объектом исследования является адаптивная пространственная обработка сигналов. Цель работы – исследование методов пространственной обработки сигналов для повышения точности определения координат источников излучения, быстродействия, емкости и пропускной способности беспроводных многоканальных инфокоммуникационных систем, работающих в условиях тропосферного и ионосферного распространения. Методология проведения работы заключается в: 1) Аппарат параболических уравнений для оценки коэффициента затуханий радиоволн сантиметрового диапазона. 2) Алгоритм трассировки лучей через ионосферу для оценки фаз в раскрыве антенн ЦАР. 3) Математическое и имитационное моделирование сложных систем радиопеленгации с применением существующих методов сверхразрешения для плоских и выпуклых антенных решеток. Результаты работы и их новизна. Рассмотрены типичные случаи возникновения ионосферы на основе выражения профиля электронной концентрации, который зависит только от высоты. Получены кривые вероятности битовых ошибок в зависимости от геометрии антенных решёток (АР) ЦАР после прохождения сигнала в слоях ионосферы. Рассматривались кольцевые, сферические АР из направленных антенных элементов (АЭ). Продемонстрирована возможность математического моделирования цифровой пространственной обработки радиосигналов КВ-диапазона после ионосферного распространения. Область применения заключается в повышении пропускной способности и помехозащищенности радиотехнических устройств, предназначенные для приема/передачи сигналов современных телекоммуникационных систем в условиях тропосферного и ионосферного распространения. В настоящее время все больше систем используют направленные антенные элементы, размещенные либо на плоскости, либо на поверхности искривленной формы (как правило, цилиндрической) для пространственной обработки сигналов. Как было показано, для точной оценки угловых координат решающую роль оказывает форма антенной решетки и диаграммы направленности отдельных элементов. Поэтому полученные результаты могут быть использованы для проектирования приемо-передающих систем с оптимальной обработкой сигналов в условиях тропосферного и ионосферного распространения.