А.Н. Якимов – д.т.н., профессор, кафедра «Конструирование и технологии электронных и лазерных средств»,

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения E-mail: y_alder@mail.ru

А.Р. Бестугин – д.т.н., профессор, директор,

Институт радиотехники электроники и связи,

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения E-mail: fresguap@mail.ru

И.А. Киршина – к.э.н., доцент, кафедра «Конструирование и технологии электронных и лазерных средств»,

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения E-mail: ikirshina@mail.ru

ннотация

Постановка проблемы. В наземных радиолиниях связи условия распространения электромагнитных волн разнообразны и сложны, причем сказываются они по-разному в зависимости от того, каковы длина излучаемой электромагнитной волны и расположение антенн приемника и передатчика. Как следствие, большой интерес вызывает исследование и оптимизация  таких линий с использованием математических моделей.

Цель. Исследовать возможности оптимизации наземной радиолиний связи методами математического моделирования и предложить критерии такой оптимизации.

Результаты. Представлены результаты исследования наземной радиолинии связи в сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн с использованием ее обобщенной математической модели, учитывающей сложную структуру электромагнитного поля у земной поверхности. Дана оценка возможности оптимизации радиолинии с использованием системного подхода.

Предложены критерии оптимизации, обеспечивающие наилучшие характеристики наземной радиолинии связи.

Практическая значимость. Найденные в результате моделирования взаимное пространственное положение и размеры  антенн приемника и передатчика позволяет в заданных условиях эксплуатации повысить уровень и устойчивость принимаемого сигнала. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании наземных радиолиний связи.

1. Фейнберг Е.Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. М.: Наука. 1999.
2. Школьный Л.А., Анфиногенов А.Ю. Методы математического моделирования радиолокационных изображений искусственных распределенных объектов // Зарубежная радиоэлектроника. 1998. № 2. С. 49–58.
3. Бестугин А.Р., Якимов А.Н., Киршина И.А., Неробеев А.В. Исследование влияния антенны на характеристики наземной радиолинии связи // Успехи современной радиоэлектроники. 2018. № 12. С. 145–150. DOI 10.18127/j20700784-201812-29.
4. Детков А.Н., Ницак Д.А. Метод математического моделирования поляризационных портретов искусственных распределенных объектов // Радиотехника 2007. № 11. С. 77–81.
5. Борзов А.Б., Лихоеденко К.П., Каракулин Ю.И., Сучков В.Б. Математическое моделирование входных сигналов бортовых систем ближней радиолокации от подстилающих поверхностей на основе их многоточечных моделей // Успехи современной радиоэлектроники. 2017. № 4. С. 48–57.
6. Борзов А.Б., Сучков В.Б., Шахтарин Б.И., Сидоркина Ю.А. Математическое и имитационное моделирование входных сигналов систем ближней радиолокации // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 12. С. 1195–1208.
7. Киршина И.А., Якимов А.Н., Бестугин А.Р. Обобщенная математическая модель наземной радиолинии связи // XXII междунар. науч. конф. ГУАП «Волновая электроника и инфокоммуникационные системы». В 2 частях. Ч. 2. СПб.: ГУАП. 2019. С. 115–120.
8. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования. М.: Радио и связь. 1984.
9. Яншин А.А. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА. М.: Радио и связь. 1983.
10. Ladrom O., Feurstein M.J., Rappaport T.S. A comparison of theoretical and empirical reflection coefficients for typical exterior wall surfaces in a mobile radio environment // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1996. V. 44. P. 341–351.
11. Hata M. Empirical formula for propagation loss in land mobile radio service // IEEE Trans. Veh. Technol. 1980. V. 29. № 3.
12. P. 317–325.
13. Akhiyarov V.V., Borzov A.B., Suchkov V.B., Shakhtarin B.I., Sidorkina Y.A. Calculation of the backscattered field by the method of the physical diffraction theory in the problem of diffraction from impedance objects // Journal of Communications Technology and Electronics. 2015. V. 60. № 12. С. 1297–1304.
14. Бестугин А.Р., Киршина И.А., Неробеев А.В., Якимов А.Н. Оценка помехозащищенности микроволновой антенны методом математического моделирования // Радиотехника. 2017. № 5. С. 32–37.