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Propagación de una onda electromagnética a través de la ionósfera bajo condiciones de centelleo
FELIPE EDUARDO HERNANDEZ SUAREZ
ROGERIO ADRIAN ENRIQUEZ CALDERA
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Wave propagation
Scintillation ionospheric
Spectral analysis
Turbulence
Satellite communications
In this thesis, trans ionospheric propagation models based on spectral techniques were implemented in order to analyze the effects caused by ionospheric scintillation on satellite communication systems and to advance on the understanding of the dynamics of the propagation. Specifically, the Helmholtz wave equation in the paraxial form and not paraxial form were implemented and the Split - Step Method solutions were compared once normalized. This analysis was performed considering first an ideal propagation, then an inhomogeneous nonlinear medium (Square - Law), a patterned medium characterized by multiple phase screens generated from spectral models of Power - Law used to predict the variant behavior in time and space from the atmosphere and finally statistical models of ionospheric scintillation. To check the operation of the method of propagation convergence tests were performed varying the spatial resolution and the number of screens phase approximation algorithm. Finally phase screens based on canonical deterministic equations were modeled and generated results using them in the propagation model were compared with those obtained using statistical models for the purpose of advancing in the search of a functional model of ionospheric scintillation.
En este trabajo de tesis se implementaron modelos de propagación transionosférica basados en técnicas espectrales con el propósito de analizar los efectos provocados por el centelleo ionosférico en los sistemas de comunicación satelital y avanzar en el entendimiento de la dinámica de la propagación. Específicamente se partió normalizando la ecuación onda de Helmholtz en su forma paraxial y no paraxial y se compararon sus soluciones respectivas con las implementadas por medio del método Split - Step MPS una vez normalizado. Este análisis se realizó teniendo en cuenta primero un medio de propagación ideal, seguidamente un medio lineal no homogéneo (Square - Law), un medio modelado por medio de pantallas múltiples de fase generadas a partir de modelos espectrales de Power - Law utilizados para predecir el comportamiento variante en el tiempo y en el espacio de la atmósfera y finalmente modelos estadísticos de centelleo ionosférico. Para comprobar el funcionamiento del método de propagación se realizaron pruebas de convergencia variando la resolución espacial y el número de pantallas de fase en el algoritmo de aproximación. Por último, se generaron pantallas de fase basadas en ecuaciones determinísticas canónicas y utilizándolas dentro del modelo de propagación se compararon los resultados con los obtenidos al utilizar los modelos estadísticos con el propósito de avanzar en la búsqueda de un modelo funcional de centelleo ionosférico.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2014-05
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Hernandez-Suarez F.E.
ELECTRÓNICA
Versión aceptada
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