Аппаратно-программный комплекс для исследования дисперсионных искажений сигналов при вертикальном зондировании ионосферы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат физико-математических наук Медведев, Андрей Всеволодович

• Медведев, Андрей Всеволодович
• кандидат физико-математических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Медведев, Андрей Всеволодович

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Список основных сокращений и обозначений

Введение

Глава 1. Синтез оптимального сигнала в задаче диагностики малых искажений при вертикальном зондировании ионосферы.

1.1. Введение

1.2. Представление сигнала и схема диагностики параметров радиоканала

1.3. Постановка задачи синтеза оптимального сигнала

1.4. Метод решения задачи синтеза

1.5. Результаты численного синтеза

1.6. Численное моделирование прохождения оптимального сигнала через радиоканал и расчет погрешности определения параметров на фоне шума

1.7. Заключение

Глава 2. Формирование аналоговых сигналов произвольной формы с использованием локальных 5-сплайнов.

2.1. Введение

2.2. Проблема аппроксимации

2.3. Погрешности преобразования

2.3.1. Принципиальные погрешности

2.3.2. Технические погрешности

2.4. Выбор способа аппроксимации

2.5. Определение В-сплайнов и их основные свойства

2.6. Представление непрерывных функций В-сплайнами

2.7. Анализ погрешности аппроксимации в частотной области

2.8. Принципы работы формирователя аналоговых сигналов произвольной формы

2.9. Выбор параметров формирователя. Частота дискретизации и число уровней квантования

2.10. Заключение

Глава 3. Аппаратно-программный комплекс вертикального зондирования ионосферы сигналами специальной формы.

3.1. Введение

3.2. Состав и режимы работы АПК

3.3. Формирователь зондирующих сигналов. Основные характеристики

3.4. Эксперимент по проверке работоспособности комплекса при вертикальном зондировании ионосферы сигналами специальной формы

3.5. Заключение

Заключение

Приложение

Литература

Список основных сокращений и обозначений

ВЗ - вертикальное зондирование

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

АПК - аппаратно-программный комплекс

КК - квадратурная компонента

fit) - функция времени, сигнал

а0 (/), ait) - косинусная КК излученного и принятого сигналов b0(t), bit) - синусная КК излученного и принятого сигналов û)0 - несущая частота

q{) (/), qit) - комплексная амплитуда излученного и принятого сигналов g"(7) - огибающая сигнала

Hico) - передаточная функция линейного канала Q - полоса частот

Т - длительность интервала наблюдения, длительность сигнала у - наклон АЧХ /л - амплитуда (р - фаза т - задержка

СКО - среднеквадратичное отклонение В - база сигнала

<JZ - погрешность определения параметра z

Е0 - энергия зондирующего сигнала

E'q - энергия производной зондирующего сигнала

R(t) - корреляционная функция

W - энергетический спектр шума

V - коэффициент пропускания

АКФ - автокорреляционная функция

Р - мощность

F - максимальная частота в спектре сигнала А - интервал времени между отсчетами FBbl6 - частота взятия отсчетов АЦП - аналого-цифровой преобразователь ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь Q - шаг квантования

Вт (х) - 5-сплайн степени m

В^ (х) - н-ая производная S-сплайна степени m БФРС - блок формирования и регистрации сигнала БКУ - блок командного управления и синхронизации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Аппаратно-программный комплекс для исследования дисперсионных искажений сигналов при вертикальном зондировании ионосферы»

ВВЕДЕНИЕ

Исследования ионосферы играют важную роль в изучении физики околоземной плазмы не только потому, что они связаны с рядом важных прикладных задач в областях радиосвязи, радионавигации и радиолокации, но и вследствие того, что ионосфера, являясь индикатором процессов, происходящих в верхних слоях нейтральной атмосферы, может служить средством диагностики таких явлений, как землетрясения, тайфуны, геомагнитные возмущения и т.д. Общий интерес к этой проблеме находит свое отражение в многообразии радиофизических методов и широком диапазоне диагностируемых ионосферных параметров. Согласно современным представлениям, ионосферная плазма в своем естественном состоянии характеризуется развитой нерегулярной структурой, в которой представлены самые различные пространственные масштабы. Вместе с тем, основной массив данных об ионосфере, получаемый средствами наземного радиозондирования, относится к крупномасштабной структуре и динамике ионосферной плазмы. Возможности радиозондирования используются при этом далеко не полностью. Для того, чтобы расширить возможности стандартного ионозонда как источника информации о мелко - и среднемасштабных неодно-родностях ионосферы, необходим более точный подход к анализу информации, содержащейся в отклике ионосферы на зондирующий сигнал [1]. Цифровые методы регистрации сигналов, отраженных ионосферой при ВЗ, позволяют, например, одновременно фиксировать вариации фазы, задержки, амплитуды, поляризации и углов прихода отраженного сигнала с периодами в доли секунды.

Кроме того, большой дополнительный объем информации о среде может быть получен при изучении собственно формы отраженного сигнала и искажений формы, возникающих при распространении зондирующего сигнала в ионосферном радиоканале. Для описания формы узкополосного сигнала fit) обычно используют две его КК

/ (t) = a{t) cos (d)0t) + b{t) sin(ft>00. (1)

Информационная часть сигнала характеризуется комплексной амплитудой

q(t) = a(t) + ib(t)t (2)

реальная и мнимая части7 которой представляют соответствующие КК. При этом^для амплитудно-модулированного (или манипулированного) сигнала, b(t) пропорциональна a(t), и сигнал можно представить в виде

q(t) = a(t). (3)

Под искажением формы будем понимать различие комплексных амплитуд зондирующего q0(t)и отраженного ионосферой q{t)сигналов.

Работы по изучению искажений формы сигналов ВЗ проводились в отделе распространения радиоволн ИСЗФ СО РАН с начала 80-х годов. В работе [2] впервые отмечался специфический характер экспериментально наблюдаемых искажений сигнала ВЗ, при которых первоначально амплитудно-модулированный импульс приобретал паразитную фазовую модуляцию, заключающуюся в появлении дополнительной квадратурной компоненты отраженного сигнала, формой своей повторяющую производную сигнала зондирования. В

последующих статьях [3-6] было показано, что искажения такого рода являются типичными для сигналов ВЗ вдали от критических частот. Удобной формой наблюдения такого рода искажений является фазовая диаграмма - кривая в прямоугольной системе координат, где по осям отложены КК a(t) и b(t) узкополосного сигнала f{t). Исходный амплитудно-модулированный сигнал на фазовой диаграмме (рис.1) имеет вид отрезка прямой, проходящей через начало ко-b(t) g(t)

Рис. 1. Фазовая диаграмма и огибающая излученного (сплошная линия) и принятого (штриховая линия) сигналов ВЗ.

ординат. Наличие фазовой модуляции проявляется в том, что отрезок превращается в петлю.

Интересно, что на огибающей сигнала g(t) такие искажения практически не сказывается, поскольку

g(t) = л] a2 (t) + b2 (t) (4)

и, при искажениях, связанных с появлением паразитной КК b(t) величиной в 10% от a(t), изменение огибающей составит менее процента, изменение же фазовой диаграммы, то есть отличие петли, ширина которой 10% ее длины, от

отрезка, заметно очень хорошо. Экспериментальный материал по исследованию внутриимпульсной фазовой структуры сигналов ВЗ был обобщен в диссертационной работе Засенко В.Е. [7]. Теоретическое объяснение такого типа искажений было дано в работах [8,9], где была представлена линейная модель ионосферного канала распространения сигнала, учитывающая частотную зависимость модуля передаточной функции канала. Согласно этой модели, искажение сигналов ВЗ, изображенное на рис.1, вызывается наклоном (непостоянством в полосе частот сигнала) АЧХ ионосферного канала распространения. Тот факт, что сильная частотная зависимость модуля передаточной функции приводит к фазовой модуляции, был известен и ранее [10], неожиданным оказалось то, что эта модуляция заметна в самой обычной ситуации, для импульсов с шириной полосы порядка 10 кГц, широко используемых в практике ВЗ. В рамках модели [9] такого рода искажения могут быть оценены количественно, а наклон АЧХ канала распространения может стать дополнительной характеристикой, регистрируемой при ионосферных наблюдениях.

Согласно работе [8], коэффициент наклона АЧХ определяется выражением

Г = "^Ч®о)М®о) (5)

и имеет размерность времени.

Тогда знакомая нам фазовая диаграмма может быть интерпретирована следующим образом (рис.2): угол поворота петли есть фаза принятого сигнала,

Ъ(1)

длина петли - амплитуда, а отно

№ ' У ' ^ щение ширины к длине есть про

изведение наклона АЧХ и ширины

полосы сигнала.

Разумеется, искажения реаль

1 а(Ч)

ного сигнала ВЗ могут быть связа-

ны не только с у ионосферного

Рис.2. Оценка параметров сигнала ВЗ по фазовой диаграмме.

канала, в диссертации Ильина Н.В.

[И], например, рассмотрены также искажения фазовой структуры сигнала, вызванные нелинейностью фазово-частотной характеристики радиоканала. Критерием того, насколько выбранная модель адекватно описывает реальный ионосферный канал, может служить мера соответствия модельного сигнала принятому, определяемая величиной СКО. Статистический анализ СКО стал возможен после проведения в отделе распространения радиоволн ИСЗФ СО РАН в 1995-97 годах серии экспериментов по ВЗ ионосферы, в которых величина^ измерялась на различных частотах, непрерывно на интервалах более 5 минут, наряду с традиционными параметрами /и, (р иг. Такой анализ на 6000 выборок, проведенный в работе [5], позволил говорить о том, что вдали от критических частот искажения сигнала ВЗ существуют и объясняются, в первую очередь, наклоном АЧХ.

Всего на настоящий момент было обработано около 100 пятиминутных сеансов. На рис.3 представлен типичный пример вариаций параметров радиоканала во времени. Вариации т и (р пересчитаны в вариации группового и фазового пути соответственно. Из рисунка можно увидеть существенную разницу во временных масштабах изменений различных параметров канала; если для

2 1 О 2 го --9-5 !-

-1-

=Г СО

а. со

ш -2

I I I I I I I I I | I I I I

II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II

|"",м

01 23456789 10

1(мин.)

о 3

I I I I | I I II | I I I I | I I I I | II I I | I I I I | I I II | I II I | I I I I | М I I ^

01 23456789 10

1(мин.)

1.0-

сс ф

0.5-

0.0-

I I I I | I I I I | I-1 I I | Г1' I I | I "I I I | I I I I | I I I I | I I I I | I I I I | I I

0123456789 10

1(мин.)

4-1 Ъ 2-

о

-2

I I I I | I I I I | I I I I | I I I I | I I I I | I I I I | I I I I | I I м | I I I I | I I I I |

0123456789 10

^мин.)

Рис.3. Вариации параметров ионосферного радиоканала 17.03.95г. 00:36: ЬТ ¥-2.1 МГц

вариаций фазового и группового пути характерны масштабы порядка нескольких минут, а для вариаций /и - порядка десятков секунд, то для у характерное

время изменения составляет всего несколько секунд.

На основе всего экспериментального материала были сделаны первые количественные оценки поведения у во времени. Среднее время корреляции у составляет 2-5 сек., среднеквадратичное значение 1-4 мкс. Некоторые выводы можно сделать и о физической природе у .

Традиционно считается, что для узкополосного сигнала вдали от критических частот искажения связаны в основном с эффектом интерференции нескольких зеркальных компонент, отраженных разными областями ионосферы [12-14]. Однако эксперименты показали, что интерференция двух магнитоион-ных компонент это явление не объясняет, поскольку характерное расширение фазовой диаграммы наблюдается в сигналах каждой из компонент при их разделении по времени задержки [6]. Нельзя также объяснить целиком природу у явлением многолучевости, обусловленной наличием крупномасштабных волнообразных ионосферных возмущений. Измерения, проведенные на австралийском коротковолновом Pencil Beam - радаре с чрезвычайно узкой диаграммой направленности [14], показали, что ситуация искажений сигнала ВЗ, подобных представленным на рис.1., является типичной даже тогда, когда засвечиваемая область пространства существенно меньше зоны Френеля.

¡л и (р чувствительна к мелкомасштабным возмущениям. Для степенного

спектра неоднородностей, согласно выбранной модели, высокочастотная асимптотика спектра у должна иметь также степенной характер, причем с показателем степени на 2 меньше аналогичного показателя спектров амплитуды и фазы. Следует отметить, что такое соотношение показателей спектров находится в хорошем соответствии с экспериментальными данными. На рис.4, представлены спектры /л и у в двойном логарифмическом масштабе. Прямые пунктирные линии аппроксимируют спектры степенными функциями Р~р, в данном случае для амплитуды показатель степени р = 4.02, для наклона АЧХ - р = 2.04 [17].

В целом работы [1718] позволяют сделать вывод, что измерение характеристики у наряду с ¡л и (р расширяет, с точки зрения решения обратной радиофизической задачи, диагностические возможности метода ВЗ и позволяет:

Частота (Гц)

Рис.4. Экспериментальные спектры амплитуды и наклона АЧХ (сплошные линии) и соответствующие высокочастотные асимптотики (пунктир). 17.03.95г. 00:36: ЦТ Б=2.1 МГц

Физической причиной наличия у может быть частотная зависимость поглощения радиоволн в ионосфере [15], которая обратно пропорциональна квадрату частоты. Оценки показывают [11], что величина у, возникающей из-за частотной зависимости поглощения, должна составлять в среднем порядка 0,5 мкс, что при полосе сигнала порядка 10 Кгц должно давать ширину петли на фазовой диаграмме порядка 0,5% от длины. Однако экспериментальные данные дают значения иногда в десятки раз больше этой оценки. Все эти рассуждения позволяют предположить, что основной причиной наличия у в ионосферном канале и связанных с ним искажений сигнала ВЗ может служить мелкомасштабная неоднородная структура отражающего слоя, ответственная за флуктуации амплитуды отраженных сигналов и F рассеяние. В таком случае у, являясь

производной амплитуды по частоте, несет дополнительную информацию о масштабах рассеивающих неоднородностей, аналогично радиусу частотной корреляции флуктуаций амплитуды [16]. Это предположение открывает дополнительные возможности для решения обратной радиофизической задачи диагностики мелкомасштабной структуры ионосферы.

В работах [17-18] на основе модели фазового экрана была установлена связь флуктуаций у со свойствами ионосферных неоднородностей. В рамках статистического подхода было найдено соотношение среднеквадратичного значения наклона АЧХ со статистическими параметрами неоднородной структуры ионосферной плазмы. Полученные выражения подтвердили, что / более чем

1. верифицировать исходную модель спектра неоднородностей;

2. оценить вертикальной масштаб неоднородной структуры ионосферной плазмы;

3. оценить интенсивность относительных флуктуаций электронной концентрации.

Следует отметить также, что энергетика низкочастотных составляющих (00.1 Гц) в спектре наклона АЧХ существенно ниже, чем в спектре амплитуды и тем более фазы и вполне сравнима с энергетикой быстрых флуктуаций (0.1-0.2 Гц). Это обстоятельство позволяет существенно упростить задачу исключения влияние крупномасштабных волнообразных возмущений на динамику у и выделения вариаций параметра, связанных именно с мелкомасштабными ионосферными неоднородностями [18].

Вместе с тем, измерения характеристики у, проведенные в 95-97 годах,

выявили и недостатки, которые касаются существующей аппаратуры, методик радиозондирования и обработки данных. Зондирование традиционно используемым в практике ВЗ гауссообразным импульсом не дает, к сожалению, необходимой точности определения параметра у (при типичных значениях соотношения сигнал/шум погрешность измерения может приближаться к характерным значениям самого параметра [19]). Высокие требования к необходимой величине соотношения сигнал/шум не позволили, в частности, исследовать суточную зависимость вариаций у на фиксированной частоте, выявить характер

изменения у с высотой при зондировании на различных частотах с регулярным шагом. Таким образом, реальное расширение диагностических возможностей метода ВЗ, возникающее с привлечением дополнительной ионосферной характеристики (наклона АЧХ), возможно лишь при существенном повышении точности ее определения. В связи с этим, становится актуальной задача поиска сигналов, обеспечивающих наилучшую точность измерения искажений, связанных с наклоном АЧХ канала распространения, разработки методики их обработки и аппаратуры, способной такие сигналы формировать.

Вопросам, связанным с синтезом, формированием и обработкой сигналов специальной формы, оптимизированных для задачи измерения искажений, которые связаны с наклоном АЧХ ионосферного канала распространения, посвящена настоящая работа.

Целью диссертационной работы является: расширение диагностических возможностей метода ВЗ, путем создания АПК для ВЗ ионосферы сигналами специальной формы, повышающими точность определения величины наклона АЧХ ионосферного канала распространения сигнала. При этом в работе решались следующие основные задачи: 1. Разработка методики определения параметров сигнала на основе анализа его полной формы и синтез специальных сигналов, оптимизированных для зада-

чи измерения малых искажений сигнала, связанных с наклоном АЧХ канала распространения при ВЗ ионосферы.

2. Создание АПК для ВЗ ионосферы специальными сигналами, включающего в себя формирователь аналоговых радиосигналов произвольной формы.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Новый метод и результаты синтеза специальных сигналов, оптимизированных для задачи диагностики наклона АЧХ ионосферного радиоканала при ВЗ, а также методика их обработки.

2. Новый метод формирования аналоговых сигналов на основе использования аппарата локальных ^-сплайнов. Реализация программно-управляемого формирователя аналоговых радиосигналов произвольной формы в составе АПК ВЗ, позволяющего быстро изменять форму сигнала в зависимости от условий зондирования.

Научная новизна работы:

1. Разработана методика обработки сигнала при определении величины малых

искажений, связанных с наклоном АЧХ ионосферного канала распространения.

Впервые предложен метод синтеза сигналов, оптимизированных для этой задачи. Синтезированы такие сигналы при различных значениях базы сигнала

(6)

2. Предложен новый метод формирования аналоговых сигналов произвольной формы, ограниченных только полосой частот, на основе математического аппарата локальных ^-сплайнов. Устройство, реализующее этот алгоритм, включено в состав АПК для ВЗ ионосферы сигналами специальной формы. Практическая ценность работы состоит в создании АПК для ВЗ ионосферы сигналами специальной формы, расширяющего диагностические возможности метода ВЗ. Результаты работы могут быть использованы:

1. при создании диагностических средств в ионосферных исследованиях;

2. при разработке адаптивных систем радиосвязи;

3. при разработке аппаратуры формирования аналоговых сигналов произвольной формы в различных сферах научно-технической деятельности.

Содержание работы:

Диссертация включает в себя список основных сокращений и обозначений, введение, три главы основного материала, заключение, приложение и список цитируемой литературы. Разделы 1.1, 2.1-2.6, 3.1 носят, в основном, обзорный характер, разделы 1.2-1.7, 2.7-2.10, 3.2-3.5 содержат оригинальные результаты автора.

Первая глава посвящена проблеме синтеза сигнала, оптимизированного для измерения малых искажений в ионосферном канале распространения, связанных с наклоном АЧХ канала. На основе модели радиоканала [8], в которой определена связь излученного и принятого сигналов с учетом искажения, вызван-

ного наклоном АЧХ, предлагается корреляционная методика определения параметров отраженного сигнала (амплитуды, фазы, задержки и наклона АЧХ). В

рамках предложенной методики делается вывод о том, что погрешность опре-

2

деления величины такого рода искажении сг 7, при наличии в канале шумов, обратно пропорциональна энергии производной зондирующего сигнала Е'{)

+00

£6= |?'о(02<й. (7)

—00

Формулируется задача синтеза сигнала, обладающего в условиях и ограничениях метода ВЗ максимальным значением Предлагается конкретный метод синтеза оптимального сигнала для различных значений В сигнала, основанный на разложении оптимального сигнала по некоторому базису. В Приложении приводятся значения 20 гармоник оптимальных сигналов со значениями В от 1 до 20. Вводится понятие «квазиоптимальный сигнал», как приближение оптимального сигнала одной гармоникой выбранного базиса. Приводятся результаты численного моделирования прохождения квазиоптимального сигнала через ионосферный канал с последующим определением параметров сигнала на фоне шумов различного уровня. Показывается преимущество синтезированного сигнала при определении величины наклона АЧХ перед известными в практике радиозондирования сигналами. Обсуждаются другие полезные свойства синтезированного сигнала.

Вторая глава посвящена ключевому элементу АПК вертикального зондирования ионосферы специальными сигналами - формирователю аналоговых радиосигналов произвольной формы. В главе в общем виде анализируется традиционная постановка задачи восстановления непрерывной функции по ее дискретным отсчетам. Рассматриваются и сравниваются возможные подходы к решению этой задачи. Выявляются основные источники погрешности формирования как принципиального, так и технического характера. На основе анализа современного состояния техники формирования сигналов делается вывод о преимуществе способа формирования с использованием аппроксимирующих функций, имеющих ограниченный (локальный) во времени носитель. Подробно излагается метод аппроксимации функций с помощью локальных 5-сплайнов. Аппроксимация Л-сплайнами произвольной степени п рассматривается в частотной области как передаточная характеристика некоторого низкочастотного фильтра. При этом частотная характеристика сплайн-фильтра степени п определяется произведением Фурье-преобразования базового сплайна на некоторый тригонометрический полином. Показывается, что условие вещественности импульсного отклика такого фильтра и условие точности восстановления полиномов соответствующей степени п задают систему на коэффициенты тригонометрического полинома, определяющие, в некотором смысле, приближение такого сплайн-фильтра к идеальному прямоугольному фильтру. Подробно рассматриваются амплитудно-частотные характеристики и импульсные отклики сплайн-фильтров второй степени, точных на многочленах соответствующей степени.

Аналитическое выражение для амплитудно-частотной характеристики позволяет точно определить для произвольного сигнала с ограниченным спектром такую важную составляющую общей погрешности восстановления сигнала, как погрешность неидеальности фильтра. Показывается, что благодаря тому, что п -ая производная ^-сплайна степени п является одновременно и импульсным откликом стандартного цифро-аналогового преобразователя, сплайн-фильтры допускают простое аппаратное воплощение.

Рассматриваются возможные варианты реализации сплайн-фильтра, как отдельного устройства. В главе приводятся результаты численного моделирования формирования сигнала с помощью сплайн-фильтра второй степени. Даются рекомендации по выбору шага дискретизации и разрядности представления отсчетов исходной функции.

В третьей главе описывается структурная схема АПК, обеспечивающего формирование зондирующего сигнала на промежуточной частоте, перенос его на частоту зондирования, излучение, когерентный прием отраженного сигнала, его первичную обработку и сохранение информации в электронном виде. Отдельно приводится блок-схема формирователя аналоговых радиосигналов, его режимы работы и основные характеристики. Обсуждаются приемы калибровки приемопередающих цепей комплекса по величине собственного наклона АЧХ. Описывается способ внесения в формируемый сигнал предискажений, компенсирующих постоянный наклон АЧХ приемо-передающего тракта. Рассмотрена постановка эксперимента по ВЗ ионосферы с использованием одновременно тради-

ционного гауссообразного импульса и сигнала, оптимизированного для измерения наклона АЧХ радиоканала. Приводятся графики полученных в эксперименте временных вариаций амплитуды, фазы, задержки и наклона АЧХ для различных типов сигналов. Доказывается преимущество синтезированного сигнала перед традиционным в практике ВЗ гауссообразным импульсом, с точки зрения точности определения всех регистрируемых параметров. Экспериментально подтверждается возможность уверенной регистрации нового ионосферного параметра - наклона АЧХ канала распространения сигнала. В заключении сформулированы основные результаты работы. В приложении приведена таблица синтезированных оптимальных сигналов для различных значений базы сигнала. Апробация работы:

Основные результаты и выводы, приведенные в диссертации, докладывались и обсуждались на ХУ1-ой Всесоюзной конференции по распространению радиоволн (Харьков, 1990); на Региональной научной конференции, посвященной 100-летию изобретения радио (Иркутск:, 1995); на Международной конференции «Информационные технологии и радиосети-96» (Омск, 1996); на ХУШ-ой Всероссийская конференция по распространению радиоволн (Санкт-Петербург, 1996); на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Новосибирск, 1996); на ХХУ-ой Генеральной ассамблее ШШ (Лиль, Франция, 1997), на Международная конференция по физике ионосферы и атмосферы Земли (Иркутск. 1998), на семинарах в

Омском Техническом Университете, в отделе распространения радиоволн Института солнечно-земной физики СО РАН, в центре атмосферных исследований Массачусетского Университета Лоувелл (США).

Публикации:

Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, опубликованы в 11 печатных работах.

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Медведев, Андрей Всеволодович

Выход .

Буферный усилительд

Рис.3.3 Структурная схема формирователя зондирующих сигналов.

ТТЛ-ЭСЛ осуществляет согласование уровней данных внешней логики с уровнями ЦАП. Регистр ЭСЛ устраняет временное рассогласование фронтов импульсов в разрядах ЦАП и поддерживает постоянный уровень выходного кода между тактами. Буферный усилитель служит для преобразования тока в напряжение и уменьшения выбросов в выходном сигнале. С выхода буферного усилителя, в соответствии с выражениями (2.70-2.71), ступенчатый аналоговый сигнал поступает на двойной интегратор, охваченный петлей отрицательной обратной связи по низкой частоте для компенсации дрейфа нуля интеграторов. С выхода интеграторов снимается результирующий сигнал, который в качестве зондирующего поступает на возбудитель передатчика. Основные технические характеристики формирователя:

1. Промежуточная частота.50-200кГц.

2. Полоса частот формируемых сигналов.до 50кГц.

3. Среднеквадратичная погрешность формирования (при частоте взятия отсчетов ¥выб = 8 • Е).не хуже 0.1%.

4. Амплитуда выходного сигнала.до 10 В.

5. Объем оперативной памяти.4 кбайта.

3.4. Эксперимент по проверке работоспособности комплекса при ВЗ ионосферы сигналами специальной формы

Для проверки работоспособности комплекса при ВЗ ионосферы сигналами специальной формы, оптимизированными для измерения наклона АЧХ канала распространения, было проведено ВЗ ионосферы традиционным гауссообраз-ным импульсом длительностью 100 мкс и квазиоптимальным для базы, равной

6. сигналом длительностью 300 мкс. Зондирующие радиоимпульсы на промежуточной частоте 128 кГц представлены на рис.3.4. Оба сигнала излучались поочередно через такт с частотой 5 Гц. При приеме сигналы пропускались через фильтр с полосой пропускания 20 кГц. Регистрировались цифровые отсчеты сигнала, взятые с частотой, равной 1024 кГц, что соответствовало учетверенной промежуточной частоте. При первичной обработке из цифрового потока выделялись две квадратуры сигнала [73]. Избыточность частоты оцифровки позволяла выделять низкочастотные квадратурные компоненты просто линейной интерполяцией [4, 69].

Вторичная обработка и определение параметров производилась в соответствии с методикой, изложенной в первой главе.

На рис.3.5 изображены квадратурные компоненты а(7) и Ь(7), огибающие g{t) и фазовые диаграммы двух последовательно (с интервалом 0.2 сек.) зарегистрированных отраженных сигналов, первый из которых соответствует традиционному зондирующему импульсу, а второй - квазиоптимальному. Видно, что уровень шума в канале довольно велик.

Интересно сравнить эти «зашумленные» отраженные сигналы с модельным представлением (1.2) после определения амплитуды, фазы, задержки и у, в соответствии корреляционной методикой (1.4-1.10). Пунктирной линией на огибающих и фазовых диаграммах рис.3.5 сигналы изображены так, как они предI

Рис.3.4. Зондирующие радиоимпульсы а) квазиоптимальный сигнал б) гауссообразный сигнал ставляются в принятой модели. Качественное сравнение огибающих двух импульсов показывает, что, благодаря своей сложной структуре, специальный сигнал более устойчив к воздействию шума.

Амплитуда квазиоптимального модельного сигнала на рис.3.5. определена близкой к величине наименьшего (а, следовательно, и наименее "зашумленного" ) из лепестков огибающей сигнала. Для традиционного же импульса амплитуда модельного сигнала практически равна максимальному значению огибающей отраженного сигнала. Это означает, что вклад шумов в амплитуду традиционного сигнала может быть более значительным.

Искажения сигналов, связанные с наклоном АЧХ, лучше всего проявляются на фазовой диаграмме. Величину у можно оценить на рис.3.5., как отношение ширины петли к ее длине. Заметно, что фазовая диаграмма специального сигнала, совершающая несколько оборотов в теле сигнала, обладает большей устойчивостью в шумах по сравнению фазовой диаграммой гауссообразного импульса, имеющей лишь один лепесток.

После обработки реализаций отраженных сигналов на интервале времени порядка 10 минут, качественный анализ погрешностей определения параметров может быть дополнен количественными оценками.

-0.4

Гау.ссообразный сигнал

Квазиоптимальный сигнал

Рис.3.5. Экспериментальные реализации сигналов ВЗ (сплошные линии) и представление их в рамках принятой модели (пунктир).

Численные результаты эксперимента.

В качестве примера, иллюстрирующего результаты эксперимента, приведем результаты обработки сеанса зондирования, проведенного в наиболее сложной помеховой обстановке (среднее отношение мощности шума к мощности сигнала - около 0.06).

На рис.3.6 показаны временные вариации четырех измеряемых параметров, где сплошная линия соответствует амплитуде (//), фазе ($>), наклону АЧХ (у ) и задержке (т), полученным в результате измерения оптимальным сигналом, а пунктирная - гауссообразным импульсом.

Разница в погрешностях определения параметров практически неразличима в масштабе рисунка 3.6. на вариациях фазы, заметна на амплитуде и особенно ярко выражена на вариациях задержки и наклона АЧХ. На рис 3.7 представлен интервал времени (на рис.3.6 этот интервал ограничен пунктирными линиями), внутри которого мощные низкочастотные составляющие фазы и амплитуды изменяются незначительно. В таком масштабе преимущество в точности квазиоптимального сигнала заметно уже и при определении вариаций амплитуды и фазы.

Возвращаясь к графикам, приведенным в первой главе (рис. 1.4), отметим, что при значении соотношения шум/сигнал 0.06, разница в дисперсии определения параметров для рассматриваемых сигналов должна составлять 1.5 раза для амплитуды и фазы и 3 раза для задержки и наклона АЧХ. Теоретические оценки подтверждаются экспериментально. х О о

КС СО о. | со со го СО е о Н

-5

-10

-15

5? 1-0 н с <

0.0 720 о

Ш 710

1и1 ш 10 X

1 с

-10 со

X -20

40 60 80

Время в секундах й

120

120 К

120

120

Рис.3.6 Временные вариации фазы, амплитуды, задержки и наклона АЧХ, измеренные различными сигналами. 22.06.96 ЬТ=10:56 р=3.1 МГц

Ф (град) -11.5

-12.0 Ч

I I I I | !! I I | I I I I | I I I I | I I I I | I I I I |

60 65 70 75 80 85 90 отн.едЛ

0.6

0.4 i м | i

60 65 Т

II I | м I

70 75 80 85 90 Время в секундах

Рис. 3.6 показывает, что ошибка измерения задержки специальным сигналом в подавляющем большинстве точек не превышает шаг дискретизации сигнала («4мкс). Увеличение ошибки измерения при использовании традиционного сигнала приводит к соответствующему разбросу значений

Рис.3.7. Вариации фазы и амплитуды на выделенном задержки (в большинстве точек интервале времени, определенные при использовании гауссообразного сигнала (пунктир) и квазиоптималь- ^олее + 4мкс) ного сигнала (сплошная линия). — ''

Ошибка измерения наклона АЧХ при использовании обоих сигналов проявляется в виде разброса значений около некоторой кривой, представляющей истинную динамику наклона АЧХ. Разумеется, не зная эту истинную динамику, оценить разницу в погрешностях для различных сигналов можно только косвенным образом. Оценим величину дисперсии вариаций у относительно их среднего значения.

Ширина разброса для традиционного сигнала приблизительно в 3 раза превышает ширину разброса для оптимального, что соответствует квадратному корню из отношения энергий производных этих сигналов. Особенно хорошо

Т—I 1111111-1-1 I I I IIII-1—гп

1М||| I I II I IIII I I МММ

0.00 0.01 0.10 1.00 0.00 0.01 0.10 1.00

0.0

0.5 1.0 0.0 0.5

Частота в герцах

1.0

Рис.3.8. Спектры вариаций параметра/ на интервале 10 мин., полученные при использовании различных сигналов. 22.06.96 ЬТ=10:56 Р=3.1 МГц это заметно на спектрах вариаций параметра у, представленных на рис.3.8.

Спектры наклона АЧХ, полученные специальным сигналом, изображены на рис.3.8 (а и б) в логарифмическом и линейном масштабах соответственно. На рис.3.8 (в и г), в свою очередь, изображены логарифмическии и линеиныи спектры у для традиционного сигнала. На рис.3.8а можно отметить типичный для у [18], хорошо выраженный степенной характер спада спектра на участке 0.07 Гц-0.3 Гц, который позволяет вычислить коэффициент линейной регрессии.

В сравнении с этим, спектр на рис.3.8в носит практически не спадающий, шумовой характер. Линейный масштаб спектров наклона АЧХ на рис.3.8б и 3.8г, делает возможным сравнение уровней шума на неопадающих участках спектра, что позволяет отметить трехкратную разницу в уровнях мощности шумовых составляющих.

Таким образом, результаты эксперимента качественно подтвердили теоретические оценки, сделанные в главе 1. Кривые рис. 1.4 дают верные значения погрешностей всех определяемых параметров. Точность определения может быть еще повышена при использовании специальных сигналов с базой, большей, чем 6. Так, при допустимой длительности сигнала 1 мсек. и полосе 20 кГц, база сигнала имеет значение 20. Согласно зависимости, приведенной на рис. 1.5, точность определения наклона АЧХ на этой базе повышается еще почти в четыре раза. Это означает, что ту же точность, что и в описанном выше эксперименте, можно получить при соотношении мощности шума к мощности сигнала -0.25. Шумы такого уровня (средняя амплитуда шума только в два раза ниже амплитуды сигнала) делают практически невозможной работу стандартного ио-нозонда. И если в такой шумовой обстановке использование специальных сигналов дает возможность надежного определение параметра у , то можно утверждать, что его регистрация осуществима практически во всем возможном при ВЗ диапазоне шумов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения настоящей работы получены следующие результаты.

1. Разработана методика обработки сигналов ВЗ для определения величины малых искажений, связанных с наклоном АЧХ ионосферного канала распространения. Предложен метод синтеза сигналов, оптимизированных для этой задачи. Синтезированы такие сигналы при различных значениях базы сигнала. Для этих сигналов рассчитаны зависимости погрешностей измерения параметров на фоне шумов различного уровня.

2. Предложен новый метод формирования аналоговых зондирующих сигналов произвольной формы, ограниченных только полосой частот, на основе математического аппарата локальных 5-сплайнов второй степени. Реализовано устройство формирования зондирующих сигналов произвольной формы в составе аппаратно-программного комплекса ВЗ, позволяющее в реальном масштабе времени изменять форму сигнала в зависимости от условий зондирования.

3. Создан аппаратно-программный комплекс вертикального зондирования ионосферы сигналами специальной формы. Проведена экспериментальная проверка эффективности использования специальных сигналов. Качественно подтверждены теоретические оценки точности определения величины наклона АЧХ ионосферного радиоканала как параметра среды. Показано, что с применением специальных сигналов при ВЗ ионосферы погрешность определения величины наклона АЧХ может быть снижена более чем в 10 раз.

Таким образом, в результате проведенной работы созданы аппаратные средства, разработана методика, синтезированы сигналы, повышающие точность и расширяющие диагностические возможности метода ВЗ при исследовании мелко - и среднемасштабной неоднородной структуры ионосферной плазмы. Специальные сигналы, повышающие точность измерения наклона АЧХ радиоканала, могут быть полезны также в задаче сверхточного определения задержки, разрешении нескольких, перекрывающихся по времени задержки, ионосферных откликов. Формирователь сигналов, благодаря своей простоте и высоким точностным характеристикам, может найти применение в других направлениях радиофизических исследований ионосферы, в различных областях научно-технической деятельности.

В заключении автор считает своим долгом выразить глубокую признательность своему научному руководителю доктору физико-математических наук Орлову И.И., чьи плодотворные идеи легли в основу настоящей работы. Хочу искренне поблагодарить за постоянное внимание к работе заведующего отделом распространения радиоволн ИСЗФ к.ф.-м.н. Потехина А.П. и заведующего лабораторией к.ф.-м.н. Носова В.Е. Настоящая работа была бы невозможна без разносторонней помощи Ратовского К.Г., Ильина Н.В., Шпынева Б.Г., Зарудне-ва В.Е., Орлова А.И. и многих других сотрудников отдела РРВ ИСЗФ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Медведев, Андрей Всеволодович, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Данилкин Н.П., Заботин H.A. Новые виды диагностики ионосферных параметров методом наземного и внешнего радиозондирования. // Радиотехника, 1994, №3, сс.63-73.

2. Засенко В.Е., Пежемский А.И. О форме квадратурной составляющей сигнала. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1982. Вып.60. сс. 173-175.

3. Засенко В.Е., Заворин A.B., Ильин Н.В., Медведев A.B.,Орлов А.И., Орлов И.И., Шпынев Б.Г. О многолучевости сигналов при вертикальном зондировании ионосферы. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1991. Вып.93. сс. 197-203.

4. Засенко В.Е., Ильин Н.В., Орлов И.И., Ратовский К.Г., Шпынев Б.Г., О быстрых вариациях параметров ионосферы. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Н-ск: Наука, Вып. 103.1995.сс. 200-206.

5. Ратовский К.Г., Медведев A.B., Засенко В.Е., Орлов А.И., Шпынев Б.Г. Методика определения четырех независимых параметров ионосферного радиоканала на основе анализа полной формы сигнала. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1996, Вып. 107, сс.242-251.

6. N.N.Ilyin, A.V.Medvedev, A.I.Orlov, K.G.Ratovsky, B.G.Shpynev Extending the Diagnostic Potential of Vertical-Incidence Sounding // in UAG-105 Computer

Aided Processing of Ionograms and Ionosonde Records Inf. Bull, edited by P.J.Wilkinson, Boulder, USA, 1998, pp.40-44.

7. Засенко B.E. Экспериментальное исследование внутриимпульсной фазовой структуры сигналов вертикального зондирования: Дис.. канд. физ.-мат.наук. Иркутск, 1993. 48c.Lundborg В.,

8. Засенко В.Е., Ильин Н.В., Орлов И.И.. Тонкая структура сигналов, отраженных от ионосферы. //Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике солнца. Н-ск: Наука, вып 100, 1993, сс. 152-167.

9. Орлов И.И. Об одном методе описания прохождения сигналов через линейные стационарные цепи. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1991. Вып.96. сс. 3-12.

10. Вакман Д.Е., Вайнштейн JI.A. Разделение частот в теории колебаний и волн. М.: Наука, 1983,288 с.

П.Ильин Н.В. Исследования дисперсионнх искажений сигналов при вертикальном зондировании ионосферы: Дис.. канд. физ.-мат.наук. Иркутск, 1993. 46с.

12. Lindstrom R., Vastberg A. The sech-model in applications, in Sixt International Conference on HF Radio System and Techniques, // IEE Conf. Publ.392, Inst, of Electr. Eng., Savoy Plase, London, United Kingdom, 1994, pp.74-80.

13. Vastberg A., Lundborg B. Signal intensity in the geometrical optics approximation for the magnetized ionosphere. II Radio Sci. V.31, № 3, 1996, pp.1579-1588.

14. From W.R. and Whitehead J.D. The use of phasor display in studying ionospheric radio echoes. II J. Atmos. Terr. Phys., 1981, v.43, №.12, pp.1265-1266.

15. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.:Наука. 1967. 683 с.

16. Алимов В.А., Ерухимов Л.М., Караванов B.C. и др. Исследование неоднородной структуры ионосферы методом наклонного зондирования // Ионосферные исследования. М.: Сов.Радио, 1980. N 30. сс.102-109.

17. Ратовский К.Г. Диагностика мелкомасштабной структуры ионосферы с использованием дисперсионных искажений зондирующего сигнала. // Международная конференция по физике ионосферы и атмосферы Земли. Иркутск. Тез.докл. 1998. с. 124.

18. Ратовский К.Г. Использование дисперсионных искажений сигнала для исследования мелкомасштабной структуры ионосферы. Препринт ИСЗФ СО РАН № 3-98. Иркутск:, 1998, 15 с.

19. Медведев А.В., Ратовский К.Г. Об использовании сложных сигналов для диагностики искажений в радиоканале при вертикальном зондировании ионосферы // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, 1995. Вып. 105. сс.160-168.

20. Reinisch В. The digisounde 256 system and ionospheric reseach. // in I NAG Ionospheric Station Inf. Bull, edited by R.Haggard, 1986, pp.48.

21. Wright J.W and Pitteway M.L.V., Real-time data asquisition and interpretation capabilities of the Dynasonde. // Radio Sci. 1979, № 14, pp.815-835.

22. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы М.: Сов. Радио, 1971,

23. Брынько И.Г., Галкин И.А., Грозов В.П. и др. Ионозонд с непрерывным линейно-частотно-модулированным радиосигналом. Препринт СибИЗМИР СО АН СССР № 13-86. Иркутск, !986, 28 с.

24. Wagner L.S., Goldstein J.A. High-resolution probing of the HF ionospheric skywave channel: F2 layer results. // Radio Sci. 1985. № 13, pp.287-302.

25. Барабашов Б.Г, Вертоградов Г.Г. Оценка когерентности ионосферного радиоканала. // Изв. вузов. Сев.Кавк. регион. Естеств.науки,1994, № 3, ее.39-42.

26. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962, 236 с.

27. Медведев А.В., Ратовский К.Г. О синтезе оптимального сигнала в задаче диагностики малых искажений в радиоканале. Препринт ИСЗФ СО РАН № 10-97. Иркутск, !997, 12 с.

28. Френке JI. Теория сигналов. М.: Сов. радио, 1974, 343 с.

29. Вакман Д.Е. Сложные сигналы и принцип неопределенности в радиолокации. М.: Сов. радио, 1965, 304 с.

30. Варакин JI.E. Теория сложных сигналов. М.: Сов. радио, 1970, 375 с.

31. Chalk J.H. The optimum pulse-shape for communication. // Proc. IEE, Pt.III, V.97, 1950, pp.82-92.

32. Макаров С.Б., Вальдман Д.Г. Синтез спектрально-эффективных сигналов с заданными частотно-временными параметрами для радиоканалов и радио-

сетей. Материалы конференции. Информационные технологии и радиосети-96, Омск: ОмГУ, 1996. сс.32-33.

33. Хургин Я.И., Яковлев В.П. Финитные функции в физике и технике. М.: Наука, 1971, 408 с.

34. Фламмер К. Таблицы волновых сфероидальных функций. М.: Изд-во Вычислительный центр АН СССР, 1962, 243с.

35. Котельников В.А. // Радиотехника и электроника. 1996. №7. сс. 773-780.

36. Paul А.К.,Wright J.W., Fedor L.S. The interpretation of ionospheric radio drift measurements-VI. Angle-of-arrival and group path [echolocation] measurements from digitized ionospheric soundings: The group path vector // J. Atmos. Terr. Phys. 1974. Vol.36, N 2. pp.193-214.

37. Медведев A.B., Ратовский К.Г. Методика определения параметров двух интерферирующих сигналов при волновом зондировании среды // XVIII Всероссийской конференции по распространению радиоволн. Санкт-Петербург. Тез.докл. Т.1. 1996. с.233.

38. Козельский А.П., Мазанников А.А. и др. // Акустический журнал,1993, т.39, вып 5, 1993, сс. 854-858.

39. Филипп Н.Д., Блаунштейн Н.Ш., Ерухимов Л.Д. и др. Современные методы исследования динамических процессов в ионосфере. Кишинев: Штиница, 1991,288с.

40. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука, 1964, 772 с.

41. Папоулис А. Анализ ошибок в теории выборок. // ТИИЭР. М.: т.54, № 6, 1966, сс. 34-44.

42. Джерри А. Теорема отсчетов Шеннона. // ТИИЭР. М.:1977, т. №11, сс.

43. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. М.: Мир, 1991,445 стр.

44. Рабинер JL, Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М: Мир, 1978, 848 с.

45. Завьялов Ю.С., Квасов Б.И., Мирошниченко B.J1. Методы сплайн-функций. М.: Наука, 1980, 352 с.

46. Штраус В.А., Панюков A.B., Кубанцев К.В., Дулатин С.Г. авторское свидетельство СССР № 851425 приоритет от 01.10.79.

47. Засульский В.В. Авторское свидетельство СССР № 1239732 приоритет от 13.09.83.

48. Чувыкина Б.В. Сплайн-интерполирующий фильтр. // Приборы и техника эксперимента, М.: № 1, 1980, сс. 147-148.

49. Захаров Ю.В., Коданев В.П. Имитация доплеровского эффекта с помощью сплайн аппроксимации при цифровой обработке широкополосных сигналов. // Обработка сигналов в системах управления и передачи информации. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1986, сс.27-31.

50. Сахарук Т.А. Дискретизация и восстановление непрерывных сигналов. Метод 5-сплайнов. // Научное приборостроение, Санкт-Петербург: Наука, т.1, №3, 1991, сс.142-155.

51. Schoenberg I.J. Cardinal interpolation and spline functions. // Journal of approximation theory. New York, №2, 1969, P. 167-206.

52. Де Бор К. Практическое руководство по сплайнам. М.: Радио и связь, 1985, 304 с.

53. Малоземов В.Н., Певный А.Б. Полиномиальные сплайны. JL: Изд-во Jle-нингр. Ун-та, 1986, 283 с.

54. Стечкин С.Б., Субботин Ю.Н. Сплайны в вычислительной математике. М.: Наука, 1976, 248 с.

55. Keys R.G. Cubic convolution interpolation for digital image processing. // IEEE Trans. Acoustics Speech Signal Processing. 1981, V.29. № 6. P. 1153-1160.

56. Медведев A.B., Орлов И.И., Потехин А.П. Анализ аппроксимации сигналов локальными B-сплайнами в частотной области. Препринт ИСЗФ СО РАН № 1-98. Иркутск:, 1998, 15 с.

57. Владимиров B.C. Уравнения мат. физики. М: Наука, 1971, 512 с.

58. Коноплин В.Н., Орлов А.И. Приближение данных локальными сплайнами второй степени. // Исслед. по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1981, Вып.57, сс.101-104.

59. Заворин A.B., Засенко В.Е., Медведев A.B., Орлов А.И., Орлов И.И., Шпы-нев Б.Г. Патент РФ № 2051414, приоритет от 9 апреля 1991г.

60. Заворин A.M., Заруднев В.Е., Медведев A.B., Орлов И.И., Шпынев Б.Г. Формирователь сигналов произвольной формы. // Материалы региональной

научной конференции, посвященной 100-летию изобретения радио Иркутск:, 1995. сс.59-62.

61. Заворин А.М., Заруднев В.Е., Медведев А.В., Орлов И.И., Шпынев Б.Г. Формирователь сигналов произвольной формы в составе цифрового комплекса диагностики каналов связи // Сб. докладов. Направление развития систем и средств радиосвязи, Воронеж:, 1995.

62. Заворин A.M., Заруднев В.Е., Медведев А.В., Орлов И.И., Шпынев Б.Г. Формирование аналоговых сигналов произвольной формы с использованием метода локальных В-сплайнов // Материалы конференции. Информационные технологии и радиосети-96, Омск: ОмГУ,1996.сс.52.

63. Reinisch B.W. New Techniques in Ground-Based Ionospheric Sounding and Studies. II Radio Sci. 1986,3, pp.331-341.

64. MacDougall J.W., Grant I.F., Shen X. The Canadian Advanced Ionosonde: Design and Results. // Proceding of Session G6 at XXIVth General Assembly of the URSI, Kyoto, Japan,1993, pp.21-27.

65. Doviac R.J., Zrnic D.S. Doppler Radar and weather observations. Academic press. London, 1984. p.254.

66. Воробьев П.В., Кирпотин A.H. и др. Макет когерентной PJIC для исследования атмосферы и поверхности моря на частоте 150 МГц. Препринт ИЯФ СО РАН № 94-58. Новосибирск, !994, 16 с.

67. Терехов JI.C., Шапцев В.А. Повышение точности радиозондирования ионосферы. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997,133 с.

68. Абрамов В.Г., Заворин A.B., Медведев A.B., Шпынев Б.Г. Установка регистрации сигналов обратного рассеяния. // XVI Всесоюзная конференция по распространению радиоволн. Харьков. Тез.докл. Т.1. 1990. с. 132.

69. Бернгардт О.И., Заворин A.M., Заруднев В.Е., Медведев A.B., Шпынев Б.Г. Комплексная цифровая обработка при измерении спектров некогерентного рассеяния. // Материалы конференции. Информационные технологии и ра-диосети-96, Омск: ОмГУ,1996. с.44.

70. Абрамов В.Г., Жеребцов Г.А., Заворин A.M., Заруднев В.Е., МедведевА.В., Орлов И.И., Потехин А.П., Шпынев Б.Г. Радар некогерентного рассеяния ИСЗФ СО РАН. // Материалы региональной научной конференции, посвященной 100- летию изобретения радио Иркутск, 1995. сс. 16-20.

71. Заворин A.B., Заруднев В.Е., Медведев A.B., Орлов А.И., Ратовский К.Г., Шпынев Б.Г. Аппаратно-программный комплекс вертикального зондирования ионосферы с расширенными диагностическими возможностями. // Международная конференция по физике ионосферы и атмосферы Земли. Иркутск. Тез.докл. 1998. с.71.

72. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. М.: Энергоатомиздат, 1990, 319 с.

73. Побережский Е.С. Цифровые радиоприемные устройства. М.: Радио и связь, 1987,184 с.