tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2023-9-3-60-66tuzsut-479Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, INSTRUMENTATION AND COMMUNICATIONSМетодика учета влияния параметров сферической подстилающей поверхности с конечной проводимостью на характеристики антенн ОНЧ-диапазонаMethodology for Accounting the Influence of Parameters of a Spherical Underlying Surface with Finite Conductivity on VLF Antennas Characteristicshttps://orcid.org/0000-0002-0940-4285ТипикинА. А.TipikinA.

кандидат технических наук, начальник отдела научно-исследовательского центра телекоммуникационных технологий и разведки Военно-морской академии им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова

alextip@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0008-2289-1576ПотаповД. С.PotapovD.

младший научный сотрудник отдела научно-исследовательского центра телекоммуникационных технологий и разведки Военно-морской академии им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова

denpotapow@yandex.ruВоенно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. КузнецоваРоссияNaval Academy named after Admiral of the Fleet of the Soviet Union N.G. KuznetsovRussian Federation202311072023936066Copyright © Типикин А.А., Потапов Д.С., 20232023Типикин А.А., Потапов Д.С.Tipikin A., Potapov D.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/479

Подстилающая поверхность Земли оказывает существенное влияние на характеристики антенны и энергетические параметры радиотрассы. Несмотря на то, что теоретические аспекты влияния конечной проводимости подстилающей поверхности на антенны достаточно исследованы, требуется разработка частной методики, позволяющей автоматизировать расчеты энергетических параметров радиотрасс скачковым методом. В статье представлена методика учета электрических характеристик подстилающей поверхности, отличающаяся возможностью использования цифровых карт и автоматизации вычислений, представлены отдельные результаты расчетов поправочных антенных коэффициентов, подтверждающие теоретические выкладки. Разработанная методика может применяться при расчетах энергетических параметров радиотрасс скачковыми методами.

The Earth's underlying surface has a significant impact on the characteristics of antennas and the energy parameters of the radio path. Although the theoretical aspects of the influence of the finite conductivity of the underlying surface on antennas have been sufficiently studied, there is a need for the development of a specific methodology that would allow to automize energy parameters calculations of radio paths using the wavehop method. This article presents a methodology for accounting for the electrical characteristics of the subsoil surface, which differs in its ability to use digital maps and automate calculations. It also includes separate calculation results for correcting antenna coefficients that confirm the theoretical calculations. The developed methodology can be used for calculations of energy parameters of radio paths using the wavehop method.

подстилающая поверхностьочень низкие частотыпрогнозирование энергетических параметровантенныкорректирующие коэффициентыunderlying surfacevery low frequencypredicting of energy parametersantennascorrection coefficientsReferencesBradley P.A. IRI and VLF/LF radio service planning // Advances in Space Research. 2001. Vol. 27. Iss. 1. PP. 145–152. DOI:10.1016/S0273-1177(00)00150-2Bradley P.A. IRI and VLF/LF radio service planning. Advances in Space Research. 2001;27(1):145–152. DOI:10.1016/ S0273-1177(00)00150-2Cohen M.B., Inan U.S., Paschal E.W. Sensitive Broadband ELF/VLF Radio Reception with AWESOME instrument // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2010. Vol. 48. Iss. 1. PP. 3–17. DOI:10.1109/TGRS.2009.2028334Cohen M.B., Inan U.S., Paschal E.W. Sensitive Broadband ELF/VLF Radio Reception with AWESOME instrument. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2010;48(1):3–17. DOI:10.1109/TGRS.2009.2028334Lynn K. VLF Waveguide Propagation: The Basics // Proceedings of the 1st International Conference on Science with Very Low Frequency Radio Waves: Theory and Observations. 2010. Vol. 1286. Iss. 1. PP. 3–41. DOI:10.1063/1.3512893Lynn K. VLF Waveguide Propagation: The Basics. Proceedings of the 1st International Conference on Science with Very Low Frequency Radio Waves: Theory and Observations, 13–18 March 2010, Kolkata, India. 2010. vol.126(1). p.3–41. DOI:10.1063/1.3512893Pal S., Basak T., Chakrabarti S.K. Results of Computing Amplitude and Phase of the VLF Wave Using Wave Hop Theory // Advances in Geosciences. 2011. Vol. 27. PP. 1–11. DOI:10.1142/9789814355414_0001Pal S., Basak T., Chakrabarti S.K. Results of Computing Amplitude and Phase of the VLF Wave Using Wave Hop Theory. Advances in Geosciences. 2011;27:1–11. DOI:10.1142/9789814355414_0001Bilitza D. IRI the international Standard for the ionosphere // Advances in Radio Science. 2018. Vol. 16. PP. 1‒11. DOI:10.5194/ars-16-1-2018Bilitza D. IRI the international Standard for the ionosphere. Advances in Radio Science. 2018;16:1‒11. DOI:10.5194/ars-16-1-2018Fron A., Galkin I., Krankowski A., Bilitza D., Hernández-Pajares M., Reinisch B., et al. Towards Cooperative Global Mapping of the Ionosphere: Fusion Feasibility for IGS and IRI with Global Climate VTEC Maps // Remote Sens. 2020. Vol. 12. Iss. 21. P. 3531. DOI:10.3390/rs12213531Fron A., Galkin I., Krankowski A., Bilitza D., H.-P. Manuel, Reinisch B., et al. Towards Cooperative Global Mapping of the Ionosphere: Fusion Feasibility for IGS and IRI with Global Climate VTEC Maps. Remote Sens. 2020;12(21):3531. DOI:10.3390/rs12213531Galkin I., Fron A., Reinisch B., Hernández-Pajares M., Krankowski A., Nava B., et al. Global Monitoring of Ionospheric Weather by GIRO and GNSS Data Fusion // Atmosphere. 2022. Vol. 13. Iss. 3. P. 371. DOI:10.3390/atmos13030371Galkin I., Fron A., Reinisch B., Hernández-Pajares M., Krankowski A., Nava B., et al. Global Monitoring of Ionospheric Weather by GIRO and GNSS Data Fusion. Atmosphere. 2022;13(3):371. DOI:10.3390/atmos13030371Типикин А.А., Потапов Д.С. Методика оценки электрических характеристик почвы на трассе распространения земных радиоволн // Техника радиосвязи. 2022. № 1(52). С. 19‒29. DOI:10.33286/2075-8693-2022-52-19-29Tipikin A.A., Potapov D.S. Evaluation of the electrical characteristics of the soil on the path of propagation of surface radio waves. Tekhnika radiosvyazi. 2022;1(52):19‒29. (in Russ.) DOI:10.33286/2075-8693-2022-52-19-29Типикин А.А. Методика формирования глобальных цифровых карт электрических характеристик подстилающей поверхности в диапазоне очень низких частот // Информатика, телекоммуникации и управление. 2022. Т. 15. № 1. С. 7‒18. DOI:10.18721/JCSTCS.15101Tipikin A.A. Method of obtaining global digital maps of underlying surface electric characteristics in the very low frequency band. Computing, Telecommunication and Control. 2022;15(1):7‒18. (in Russ.) DOI:10.18721/JCSTCS.15101Рекомендация МСЭ R P.684-7 (9/2016). Прогнозирование напряженности поля на частотах ниже приблизительно 150 кГц.Rec. ITU-R P.684-7. Prediction of field strength at frequencies below about 150 kHz. September 2016.Wait J., Conda A. Pattern of an antenna on a curved lossy surface // IRE Transactions on Antennas and Propagation. 1958. Vol. 6. Iss. 4. PP. 348–359. DOI:10.1109/TAP.1958.1144610Wait J., Conda A. Pattern of an antenna on a curved lossy surface. IRE Transactions on Antennas and Propagation. 1958;6(4):348–359. DOI:10.1109/TAP.1958.1144610Hyovalti D.C. Computations of the antenna cut-back factor for LF radio waves. Technical note №330. Boulder Laboratories, 1965.Hyovalti D.C. Computations of the antenna cut-back factor for LF radio waves. Tecnical note №330. Boulder Laboratories; 1965.Knight P. MF propagation: a wavehop method for ionospheric field strength prediction // BBC eng. 1973. Vol. 100. P. 22–34.Knight P. MF propagation: a wavehop method for ionospheric field strength prediction. BBC eng. 1973;100:22–34.Coleman C.J. Analysis and Modeling of Radio Wave Propagation. Cambridge: Cambridge University Press, 2017. 296 p.Coleman C.J. Analysis and Modeling of Radio Wave Propagation. Cambridge: Cambridge University Press; 2017. 296 p.Gonzalez G. Advanced Electromagnetic Wave Propagation Methods. Boca Raton: CRC Press, 2022. 708 p.Gonzalez G. Advanced Electromagnetic Wave Propagation Methods. Boca Raton: CRC Press; 2022. 708 p.Типикин А.А., Пыков Е.В. Уточненная модель высоты точки отражения для методики прогнозирования энергетических параметров радиотрасс в диапазоне очень низких частот // Труды всеармейской научно-практической конференции «Инновационная деятельность в вооруженных силах Российской Федерации». СПб.: ВАС, 2022.Tipikin A.A., Pykov E.V. A refined model of the height of the reflection point for the prediction method of radio tracks energy parameters in the very low frequency band. Proceedings of the All-Army Scientific and Practical Conference «Innovations in Armed Forces of the Russian Federation». St. Petersburg: Military Academy of Communications Publ.; 2022. (in Russ.)Макаров Г.И., Новиков В.В., Рыбачек С.Т. Распространение радиоволн в волноводном канале Земля–ионосфера и в ионосфере. М.: Наука, 1994. 152 с.Makarov G.I., Novikov V.V., Rybachek S.T. Propagation of radio waves in the Earth–ionosphere waveguide channel and in the ionosphere. Moscow: Nauka Publ.; 1994. 152 p. (in Russ.)Типикин А.А., Пыков Е.В., Розанов А.А. Модифицированная методика расчета дифференциальных временных задержек лучей в лучевой модели распространения радиоволн ОНЧ диапазона // Сборник трудов научно-технической конференции «Интеллектуальные разработки в интересах строительства и развития Военно-морского флота». 2022. С. 47–56.Tipikin A.A., Pykov E.V., Rozanov A.A. A modified method for calculating the differential time delays of rays in the wave-hop model of radio waves propagation in the VLF band. Proceedings of the Scientific and Technical conference on Intellectual investigations in the interests of the development and improvement of the Navy. 2022. p.47–56. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.