71-85

УДК 621.39
DOI: 10.25686/2306-2819.2019.2.71

РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЕ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ НАЗЕМНОГО МОНИТОРИНГА ИОНОСФЕРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ SDR-ТЕХНОЛОГИИ, СЛОЖНЫХ ЗОНДИРУЮЩИХ ФАЗО-КОДО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ
СИГНАЛОВ И КВАДРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ

Д. В. Иванов, В. А. Иванов, А. А. Елсуков
Поволжский государственный технологический университет,
Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
E-mail: IvanovDV@volgatech.net

АННОТАЦИЯ

Представлены результаты разработки и испытания системы мониторинга ионосферы с использованием ФКМ-сигнала на универсальной SDR-платформе USRP. Рассмотрены этапы формирования и обработки ФКМ-сигнала для вертикального зондирования ионосферы с использованием полностью цифровой обработки за счёт использования принципа «АЦП к антенне». Испытания устройства в ходе натурных экспериментов по вертикальному зондированию ионосферы в г. Йошкар-Оле показали, что разработанные алгоритмы дают возможность измерять характеристики канала распространения сигналов КВ-диапазона, используя при этом маломощные сигналы (менее 20 Вт).

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

аппаратно-программный комплекс; унификация компонентов; SDR-технология; фазо-кодо-манипулированный сигнал; квадратурная обработка; малая мощность; мониторинг ионосферы; КВ-диапазон.

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ (pdf)

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 18-19-00401.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.     Propagation of Radiowaves / M.P. Hall, et al. // IEEE Conf. 2003. Pp. 460-466.
2.     System of frequency providing of HF communication channels based on the new digital sounder on USRP platform / D.V. Ivanov, V.A. Ivanov, N.V. Ryabova et al. // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2015. Т. 9. № 3. С. 86-88.
3.     Universal ionosonde for diagnostics of ionospheric HF radio channels and its application in estimation of channel availability / D.V. Ivanov, V.A. Ivanov, N.V. Ryabova, et al. // 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), 2018. 5 pp.
4.     A decade of the Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN) / Chisham G., Lester M., Milan, S.E. et al // Scientific achievements, new techniques and future directions. Surv. Geophys. 2007. 28, Pp. 33–109.
5.     The New Digisonde for Research and Monitoring Applications / B.W. Reinisch, I.A. Galkin, G.M. Khmyrov et al. // Radio Sci. 2009 . 44. RS0A24.
6.     SDR-ионозонд с непрерывным ЛЧМ-сигналом на платформе USRP / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, Н.В. Рябова и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2013. № 3 (19). С. 80-93.
7.     Wuhan Ionospheric Oblique Backscattering Sounding System and Its Applications-A Review / Shi S., Yang G., Jiang, C. et al. // Sensors. 2017. 17. doi:10.3390/s17061430
8.     Application of Biphase Complete Complementary Code for Ionospheric Sounding / Guobin Yang, Peng Duan, Chunhua Jiang, et al. // Sensors. 2018. 18. 2811; doi:10.3390/s18092811
9.     Barona J., Fernando Quiroga Ruiz C., Pinedo C. Implementation of an Electronic Ionosonde to Monitor the Earth’s Ionosphere Via a Projected Column through USRP // Sensors. 2017. 17. 946. doi:10.3390/s17050946
10. Силин А. Технология Software Defined Radio. Теория, принципы и примеры аппаратных платформ // Беспроводные технологии. 2007. № 2. С. 22-27.
11. USRP N210 [Электронный ресурс] // Ettus Research. URL: http://www.ettus.com/all-products/UN210-KIT/
12. Иванов В.А., Иванов Д.В., Рябова Н.В. Зондирование ионосферы и декаметровых каналов связи сложными радиосигналами // Вестник Марийского государственного технического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2010. № 1 (8). С. 3-37.
13. Иванов Д.В. Оптимальные полосы частот сложных сигналов для декаметровых радиолиний // Радиотехника и электроника. 2006. Т. 51, № 4. С. 389-396.
14. BPSK signal shaping and processing for digital SDR ionosonde / Ivanov V., Ivanov D., Elsukov A., // In Proceedings of the 2018 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications, Moscow, Russia, 14–15 March 2018. Pp. 1–5.
15. Формирование и обработка сигнала с двоичной фазовой манипуляцией для цифрового SDR ионозонда / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, А.А. Елсуков и др. // 28-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»(КрыМиКо'2018): Материалы конференции. Севастополь: Севастопольский государственный университет, 2018. С. 1768-1774.
16. Алгоритмы обнаружения полезного сигнала на фоне помех и их верификация для универсального цифрового ионозонда, созданного по SDR-технологии / Д.В. Иванов, В.А. Иванов, Н.В. Рябова и др. // Труды международной Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике. БШФФ-2017. Иркутск, 2017. С. 181–183.

Для цитирования: Иванов Д. В., Иванов В. А., Елсуков А. А. Разработка и испытание аппаратно-программного комплекса для наземного мониторинга ионосферы с применением SDR-технологии, сложных зондирующих фазо-кодо-манипулированных сигналов и квадратурной обработки // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2019. № 2 (42). С. 71-85. DOI: 10.25686/2306-2819.2019.2.71