Исследование преобразований частотного спектра в возмущенных условиях

Для того, чтобы быть уверенным, что принимаемый сигнал второй гармоники не сигнал нагревного стенда, условия эксперимента выбирались таковыми, чтобы сигнал первой гармоники мог отражаться от ионосферы (т.е. f1H < МПЧ), в то время как сигнал второй гармоники не мог распространяться к приемнику путем отражения от ионосферы (f2H< МПЧ). Другим способом, которым сигнал второй гармоники, генери

руемый в передатчиках, может достигать пункта приема, является рассеяние на неоднородностях области Д и Е ионосферы, однако проведенные расчеты показали, что уровень сигнала второй гармоники, принятого в Мурманске, на три-четыре порядка превышает расчетный уровень сигнала рассеяния.

Дополнительную проверку того, не является ли излучение второй гармоники излучением нагревного стенда позволила провести сама природа. В эксперименте 6.03.84 г. МПЧ на трассе Тромсе-Мурманск изменялась во время сеанса от 13 МГц до 6 МГц, превышая в начале сеанса частоту второй гармоники и затем уменьшаясь становилась ниже этой частоты. Если бы при этом сигнал второй гармоники излучался нагревным стендом, то в начале сеанса уровень принимаемого сигнала должен быть на несколько порядков выше, чем в конце. В эксперименте же уровни сигнала второй гармоники как в начале, так и в конце сеанса, оставались одинаковыми.

Анализ спектрального состава сигнала гармоники

Анализ спектрального состава радиоизлучения на удвоенной частоте волны накачки (fH<= 5.5 МГц), регистрируемого в ходе описываемых выше экспериментов показали, что относительное уширение частотного спектра гармоники не превышало 10-7. Из графиков, представленных на рисунках (2-7,8,9) следует, что отношение ширины спектра сигнала гармоники к ширине спектра сигнала волны накачки не превышало 5. Из рисунков (2-10,11,12), на которых представлены величины уширения спектра сигнала гармоники, наблюдаемые в экспериментах, можно видеть, что максимальное уширение достигло 7 Гц. Таким образом, несмотря на то, что частота сигнала гармоники превышала, а иногда значительно превышала МПЧ радиотрассы, спектр сигнала был практически монохроматичным. Все это убедительно доказывает, что генерация сигналов второй гармоники не связана с нелинейностью аппаратуры и происходит в ионосфере.

Заключение

В электрических полях, превышающих по величине характерное плазменное поле, поляризуемость ионосферной плазмы Р становится нелинейной функцией приложенного поля:

Следовательно, часть энергии мощных радиоволн, распространяющихся в ионосфере, пойдет на возбуждение нелинейной поляризуемости и будет переизлучаться ионосферной плазмой на частотах, отличных от частот этих радиоволн. Способность переизлучать, а также спектр электромагнитного излучения будет определяться параметрами волны накачки и физическими условиями в ионосферной плазме, в частности, свойствами ее электрической восприимчивости (Е). При воздействии на ионосферу двумя мощными радиоволнами реализуется процесс нелинейного смешения и ионосферная плазма становится источником излучения на разностной частоте. Крайне важным при этом является тот факт, что радиоизлучение на разностной частоте формируется на нижней границе ионосферы и вблизи точи отражения. Проблема нелинейного преобразования частоты в мощного радиосигнала в ионосфер представляется крайне актуальной для практики радиосвязи в высоких широтах. Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе по дисциплине «Антенны и распространение радиоволн»

Список используемой литературы

1. Гинзбург В.Л. "Распространение электромагнитных волн в плазме." -М., Наука, 2006. - 683 с.

2. А.В. Гуревич А.В. Шварцбург "Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере" -М., Наука, 2003 г., 201 с.

3 "Радиолинии ионосферного рассеяния метровых воли." Под ред. Н.Н. Шумской - М., Связь, 1973г., 193 с.

4. К. Дэвис "Радиоволны в ионосфере." - М., Мир, 2001 г. - 501 с.

5. Пихтин А.Н. "Физические основы квантовой электроники и опто-электроники." - М., Высшая школа, 2005г. - 304 с.

6. А. М. Федорчеико Н.Я. Кодаренко "Абсолютная и конвективная не устойчивость в плазме и твердых телах." - М, Наука, 2001г. - 176с.

 Скачать реферат