creexpCrede Experto: транспорт, общество, образование, языкCrede Experto: transport, society, education, language2312-1327Иркутский филиал ФГБОУ ВО «МГТУ ГА»10.51955/2312-1327_2023_1_98creexp-62Research ArticleСИСТЕМЫ АВИАЦИОННОЙ РАДИОСВЯЗИ, РАДИОЛОКАЦИИ, РАДИОНАВИГАЦИИ И МЕТОДЫ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИАналитическое исследование влияния ионосферы на энергетические соотношения в спутниковых системах связи методами физической кинетики плазмыANALYTICAL STUDY OF THE IONOSPHERE INFLUENCE ON ENERGY RELATIONS IN SATELLITE COMMUNICATION SYSTEMS BY THE METHODS OF PHYSICAL PLASMA KINETICShttps://orcid.org/0000-0001-6640-9085ХазановД. В.KhazanovD V.

Дмитрий Владимирович Хазанов, кандидат физико-математических наук, доцент 

ул. Коммунаров, 3 Иркутск, 664047

Dmitry Vladimirovich Khazanov, Candidate of Physical and Mathematical Sciences

Kommunarov, 3  Irkutsk, 664047

https://orcid.org/0000-0001-5504-0884ЛежанкинБ В.LezhankinB. V.

Борис Валентинович Лежанкин, кандидат технических наук, доцент

ул. Коммунаров, 3 Иркутск, 664047

Boris Valentinovich Lezhankin, Candidate of Technical Sciences 

Kommunarov, 3  Irkutsk, 664047

https://orcid.org/0000-0002-5549-3952ЕрохинВ. B.ErokhinV. V.

Вячеслав Владимирович Ерохин, доктор технических наук, доцент

ул. Коммунаров, 3 Иркутск, 664047

Vyacheslav Vladimirovich Erokhin, Doctor of Technical Science 

Kommunarov, 3  Irkutsk, 664047

ww_erohin@mail.ruМосковский государственный технический университет гражданской авиации (Иркутский филиал)РоссияMoscow State Technical University of Civil Aviation, Irkutsk branchRussian Federation2023251120250198117Copyright © Хазанов Д.В., Лежанкин Б.В., Ерохин В.B., 20252025Хазанов Д.В., Лежанкин Б.В., Ерохин В.B.Khazanov D.V., Lezhankin B.V., Erokhin V.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ce.if-mstuca.ru/jour/article/view/62

В гражданской авиации актуальной и важной задачей является обеспечение участников воздушного движения бесперебойной радиосвязью. Спутниковая связь представляет собой глобальную подвижную сеть с зоной покрытия всей поверхности Земли, включая полярные районы, которая обеспечивает двунаправленный обмен речевыми сообщениями и данными. Анализ принципов функционирования спутниковых систем связи (ССС) показал, что определение энергетических характеристик имеет большое значение. Энергетические характеристики в спутниковых каналах связи и уровень помех определяют качественные показатели и эксплуатационные возможности ССС. Одним из критических факторов, обуславливающих эффективность функционирования ССС, являются условия распространения и поглощения радиоволн, в том числе ионосферных явлений, которые на сегодняшний день недостаточно полно изучены, что и обуславливает актуальность исследований.

Настоящая статья посвящена теоретическим исследованиям плазмы ионосферы методами физической кинетики для повышения энергетического потенциала радиолиний спутниковой системы связи.

In civil aviation, an urgent and important task is to provide air traffic participants with uninterrupted radio communication. Satellite communication is a global mobile network covering the entire surface of the Earth, including polar regions, which provides a twoway data and voice communication exchange. An analysis of the principles of functioning of satellite communication systems (SCS) showed that the determination of energy characteristics is of great importance. Energy characteristics in satellite communication channels and the level of interference determine SCS operational capabilities and quality indicators. One of the critical factors that determine the effectiveness of the SCS functioning is the conditions for the propagation and absorption of radio waves, including ionospheric phenomena, which are not yet fully understood, and this determines the research relevance.

This article is devoted to theoretical studies of the ionospheric plasma by the methods of physical kinetics to increase the energy potential of the radio links of a satellite communication system.

физическая кинетика плазмыэнергетические соотношенияспутниковые системы связифункция распределения Максвеллаионосферные явленияphysical plasma kineticsenergy relationssatellite communication systemsMaxwell distribution functionionospheric phenomenaReferencesАнаров М. Ж. Системы спутниковой связи / М. Ж. Анаров, Н. Б. Утеулиев, Б. А. Сеитов [и др.] // Решетневские чтения. 2013. Т. 1. С. 161-163. – EDN SJCILB.Anarov, M.Zh., Uteuliev, B. A., Seitov, N. B. (2013) Satellite communication systems Reshetnevskie chteniya. – Vol. 1. – pp. 161-163. – EDN SJCILB. [in Russian]Арефьев Р. О. Применение помехоустойчивого кодирования при обработке сообщений локальной корректирующей станции / Р. О. Арефьев, С. В. Туринцев, М. С. Туринцева // Актуальные проблемы и перспективы развития гражданской авиации : сборник трудов X Международной научно-практической конференции, Иркутск, 14–15 октября 2021 года. – Иркутск: Иркутский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный технический университет гражданской авиации», 2021. С. 22-32. – EDN YMDPPC.Arefyev, R. O., Turintsev, S. V., Turintseva M. S. (2021) The use of noise-resistant coding in the processing of messages from a local correction station Aktual'nye problemy i perspektivy razvitiya grazhdanskoj aviacii : sbornik trudov X Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. – pp. 22-32. EDN YMDPPC. [in Russian]Белозерцев А.В. Основные направления концепции организации связи в системе спутниковой связи на низкоорбитальных спутниках-ретрансляторах / И. Н. Пантелеймонов, А. А. Монастыренко, А. В. Белозерцев [и др.] // Труды Научно-исследовательского института радио. 2021. № 1. С. 33-40. – DOI 10.34832/NIIR.2021.4.1.004. – EDN TZUYHH.Belozertsev, A.V., Panteleimonov, I. N., Monastyrenko, A. A. (2021) The main directions of the concept of communication organization in the satellite communication system on low-orbit repeater satellites Trudy Nauchno-issledovatel'skogo instituta radio. – Vol. 1. – pp. 33-40. – DOI 10.34832/NIIR.2021.4.1.004. – EDN TZUYHH. [in Russian]Бриндеев А. В. Влияние излучения систем подвижной спутниковой связи на работу авиационных приёмников глобальных навигационных спутниковых систем / А. В. Бриндеев, Е. В. Кульнев, Г. Е. Пенин, Р. В. Старший // Космонавтика и ракетостроение. 2015. № 2(81). С. 127-133. – EDN UKSSRB.Brindeev, A.V., Kulnev, E. V., Panin, G. E. (2015) The effect of radiation from mobile satellite communication systems on the operation of aviation receivers of global navigation satellite systems Kosmonavtika i raketostroenie. Vol. 2(81). – pp. 127-133. – EDN UKSSRB. [in Russian]Веденяпин В.В. Химическая кинетика, эргодическая теория и связь гидродинамического и кинетического описания / В. В. Веденяпин, С. З. Аджиев, В. В. Казанцева, И. В. Мелихов // Материалы XII Международной конференции по прикладной математике и механике в аэрокосмической отрасли (NPNJ'2018), Алушта, 24–31 мая 2018 года. Алушта: МАИ, 2018. С. 107-108. – EDN YADFUD.Ender, A. J., Ender, I. A. (2011) Analytical representation of linear nuclei of the collision integral of the Boltzmann equation for Maxwell molecules Pis'ma v ZHurnal tekhnicheskoj fiziki. Vol. 5. – pp. 9-14. – EDN RCVMHF. [in Russian]Владимиров В. И. Одновременное измерение мощности сигнала и мощности шума (помехи) в полосе пропускания основного канала радиоприема / В. И. Владимиров, А. А. Бубеньщиков, С. В. Сиденко // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2012. Т. 10. № 7. С. 67-73. – EDN NQLWZK.Mezhetov, M. A., Shalaev, A. A. (2022) Implementation of the signal recognition algorithm in the monitoring system of aviation communication lines Aktual'nye problemy i perspektivy razvitiya grazhdanskoj aviacii : Sbornik trudov XI Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. – pp. 71-79. – EDN WVIACD. [in Russian]Межетов М. А. Разработка виртуального прибора идентификации сигналов для системы мониторинга авиационных линий связи / М. А. Межетов, А. И. Тихова, А. А. Шалаев // Актуальные проблемы и перспективы развития гражданской авиации : сборник трудов X Международной научно-практической конференции, Иркутск, 14–15 октября 2021 года. Иркутск: Иркутский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный технический университет гражданской авиации», 2021. С. 194-201. – EDN RDGJAS.Mezhetov, M. A., Tikhova, A. I., Shalaev, A. A. (2021) Development of a virtual signal identification device for the monitoring system of aviation communication lines Aktual'nye problemy i perspektivy razvitiya grazhdanskoj aviacii : sbornik trudov X Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. – pp. 194-201. – EDN RDGJAS. [in Russian]Межетов М. А. Реализация алгоритма распознавания сигналов в системе мониторинга авиационных линий связи / М. А. Межетов, А. А. Шалаев // Актуальные проблемы и перспективы развития гражданской авиации : Сборник трудов XI Международной научно-практической конференции. посвященной празднованию 100-летия конструкторского бюро "Туполев", 55-летия Иркутского филиала МГТУ ГА, 75-летия Иркутского авиационного технического колледжа, Иркутск, 13–14 октября 2022 года. Иркутск: Иркутский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Московский государственный технический университет гражданской авиации", 2022. С. 71-79. – EDN WVIACD.Mingalev, O. V., Mingalev, I. V., Malova, H. V. (2017) A system of kinetic equations for describing large-scale processes in collisionless cosmic plasma Fizika plazmy. Vol. 10. – pp. 837-849. – DOI 10.7868/S036729211710002X. – EDN ZFSGCX. [in Russian]Мингалев О.В. Система кинетических уравнений для описания крупномасштабных процессов в бесстолкновительной космической плазме / О. В. Мингалев, И. В. Мингалев, Х. В. Малова [и др.] // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 10. С. 837-849. – DOI 10.7868/S036729211710002X. – EDN ZFSGCX.Patrikeev O. V. (2017) Improving the efficiency of noise suppression during secondary processing of noise-like signals Aktual'nye problemy i perspektivy razvitiya grazhdanskoj aviacii Rossii : sbornik trudov Vserossijskoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii. – pp. 17-22. – EDN YQBMTY. [in Russian]Патрикеев О. В. Повышение эффективности подавления помех при вторичной обработке шумоподобных сигналов / О. В. Патрикеев // Актуальные проблемы и перспективы развития гражданской авиации России : сборник трудов Всероссийской научнотехнической конференции, посвященной 50-летию Иркутского филиала МГТУ ГА, Иркутск, 17–19 мая 2017 года. Иркутск: Московский государственный технический университет гражданской авиации, Иркутский филиал, 2017. С. 17-22. – EDN YQBMTY.Serebrennikov, E. A., Turintsev, S. V. (2017) E. A. Serebrennikov, S. V. Software model of digital communication line VDL mode 2 Aktual'nye problemy aviacii i kosmonavtiki. Vol. 13. – pp. 119-121. – EDN YQWFIF. [in Russian]Серебренников Е. А. Программная модель линии цифровой связи VDL режима 2 / Е. А. Серебренников, С. В. Туринцев // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2017. Т. 2. № 13. С. 119-121. – EDN YQWFIF.Shapovalov, A. A., Andreeva, L. E., Berlizov, I. A., Novikov, I. V. (2012) A full-scale model of Rutherford's experiment on alpha particle scattering Vestnik Altajskoj gosudarstvennoj pedagogicheskoj akademii. Vol. 13. – pp. 105-107. – EDN QAISIT. [in Russian]Скрыпник О. Н. Характеристики точности мультисистемных GPS/GLONASS/Beidou приемников / О. Н. Скрыпник, Р. О. Арефьев // Авиационный вестник. 2020. № 3. С. 26-30. EDN FGFORV.Shelukhin, V. V., Terentyev, S. A. (2009) Homogenization of Maxwell's equations and Maxwell's variance –Wagner Doklady Akademii nauk. Vol. 3. – pp. 402-406. – EDN JVIQQJ. [in Russian]Улуханян А. Р. Динамические уравнения теории тонких призматических тел с применением разложения по системе полиномов Лежандра / А. Р. Улуханян // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. 2011. № 3. С. 161-177. – EDN NTXAJF.Skrypnik, O. N., Arefyev, R. O. (2020) Accuracy characteristics of multi-system GPS/GLONASS/Beidou receivers Aviacionnyj vestnik. Vol. 3. – pp. 26-30. – EDN FGFORV. [in Russian]Шаповалов А. А. Натурная модель опыта Резерфорда по рассеянию альфа-частиц / А. А. Шаповалов, Л. Е. Андреева, И. А. Берлизов, И. В. Новиков // Вестник Алтайской государственной педагогической академии. 2012. № 13. С. 105-107. – EDN QAISIT.Ulukhanyan A. R. (2011) Dynamic equations of the theory of thin prismatic bodies using Legendre polynomial decomposition Izvestiya Rossijskoj akademii nauk. Mekhanika tverdogo tela. Vol. 3. – pp. 161-177. – EDN NTXAJF. [in Russian]Шелухин В. В. Гомогенизация уравнений Максвелла и дисперсия Максвелла Вагнера / В. В. Шелухин, С. А. Терентьев // Доклады Академии наук. 2009. Т. 424. № 3. С. 402-406. EDN JVIQQJ.Vedenyapin, V. V., Adzhiev, S. Z., Kazantseva, V. V., Melikhov, I. V. (2018) Chemical kinetics, ergodic theory and the relationship of hydrodynamic and kinetic description Materialy XII Mezhdunarodnoj konferencii po prikladnoj matematike i mekhanike v aerokosmicheskoj otrasli (NPNJ'2018). – pp. 107-108. – EDN YADFUD. [in Russian]Эндер А. Я. Аналитическое представление линейных ядер интеграла столкновений уравнения Больцмана для максвелловских молекул / А. Я. Эндер, И. А. Эндер // Письма в Журнал технической физики. 2011. Т. 37. № 5. С. 9-14. – EDN RCVMHF.Vladimirov, V. I., Bubenchikov, A. A., Sidenko, S. V. (2012) Simultaneous measurement of signal power and noise power (interference) in the bandwidth of the main channel of the radio receiver Informacionno-izmeritel'nye i upravlyayushchie sistemy. Vol. 7. – pp. 67-73. – EDN NQLWZK. [in Russian]

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