Целью работы является исследование характеристик распространения радиоволн СДВ-диапазона. Основная задача — численное решение краевой задачи для определения комплексного коэффициента распространения (волнового числа kz) и профилей импеданса Z(h) и диэлектрической проницаемости ε(h).
Задайте два типа параметров:
R0 = 6400 км; рабочая частота f (согласно варианту из массива данных).w_kr = 0.2e6 * 2 * pi (константа модели);h1 = 65 км, верхняя граница hm = 130 км;ve(h) = 0.87e7 * exp(-0.14 * (h - 70)).Для расчета профиля плазменной частоты fe(h) = a*h^2 + b*h + c вычислите коэффициенты через w_kr:
a = -w_kr / (hm - h1)^2
b = -2.0 * a * hm
c = -(a * h1^2 + b * h1)
Теперь вычислите комплексную диэлектрическую проницаемость ε(h), используя рабочую частоту f:
Для определения характеристик поля необходимо решить дифференциальное уравнение для комплексного импеданса Z(h):
Где r = R0 + h (расстояние от центра Земли), n — номер моды.
Реализация в Mathcad:
Given / Find(kz), подберите такое комплексное kz, при котором интегрирование уравнения от 130 км вниз до поверхности Земли соответствует граничным условиям (импедансу Земли).Обязательные результаты (построить 4 графика по высоте h):
Рекомендация: Для графиков импеданса используйте логарифмический масштаб по оси Y (log|Z|).
Выберите частоту излучения f (кГц) в соответствии с номером вашего варианта (по списку группы или по указанию преподавателя):
| Вариант | Частота (кГц) |
|---|---|
| 1 | 10.6 |
| 2 | 18.3 |
| 3 | 25.9 |
| 4 | 33.5 |
| 5 | 41.1 |
Примечание: Значение частоты f используется при расчете комплексной диэлектрической проницаемости ε(h). Убедитесь, что единицы измерения частоты (кГц) согласованы с остальными константами задачи.
Отчет должен содержать:
Контрольные вопросы: