Комп'ютерне моделювання процесів поширення електромагнітних полів штучного походження в атмосфері землі: лабораторний практикум

Abstract

За останні 30 років кількість радіосистем в світі дуже швидко зростає, що неодмінно призводить до виникнення проблем електромагнітної сумісності, де питання особливостей розповсюдження радіохвиль в просторі та ефектів, пов‟язаних з поширенням радіохвиль, займають важливе місце. Практичне дослідження розповсюдження радіохвиль, як у вільному просторі, так і в земній атмосфері потребує відповідного спеціального обладнання та умов для проведення експериментів. Відсутність яких накладає суттєві обмеження при дослідження розповсюдження радіохвиль та явищ, які супроводжують цей процес. Раціонально користуватись вже відомими математичними моделями, що, для рекомендованих сценаріїв використання, дають достатньо точний результат. Однак деякі є досить громіздкими та складними як для розуміння так і для ручних розрахунків, що неодмінно диктує необхідність використання сучасних підходів для оптимізації процесу розрахунку. Таким чином сукупність згаданих факторів, а також загальна тенденція до переходу у цифровий формат, націлена на спрощення та зручність доступу до навчальних матеріалів, що стала ще більш актуальною в умовах світової пандемії, вимагають комплексних програмних рішень з моделювання розповсюдження радіохвиль в різних середовищах. Тому розробка програмного продукту на базі існуючих математичних моделей для дослідження та вивчення процесів поширення електромагнітних полів штучного походження в атмосфері землі є актуальною та важливою задачею.

Over the last 30 years, the number of radio systems in the world has been growing very fast inevitably leads to electromagnetic compatibility problems, where the question of the peculiarities of the propagation of radio waves in space and the effects, associated with the propagation of radio waves, occupy an important place. Practical study of the propagation of radio waves, both in free space and in the earth atmosphere requires appropriate special equipment and conditions for conducting experiments. The absence of which imposes significant limitations in the study the propagation of radio waves and the phenomena that accompany this process. Rationally use already known mathematical models, which is recommended usage scenarios give a fairly accurate result. However, some are enough cumbersome and difficult both to understand and to manually calculate that necessarily dictates the need to use modern approaches to optimization calculation process. Thus, the set of factors mentioned, as well as the general the trend towards digitalization, aimed at simplification and convenience access to educational materials, which has become even more relevant in the world pandemics, require comprehensive software solutions for modeling propagation of radio waves in different environments. Therefore, software development product based on existing mathematical models for research and study processes of propagation of electromagnetic fields of artificial origin in the atmosphere land is an urgent and important task.