სამეცნიერო პროექტის დასახელება: „ზოგიერთი საკითხი ატმოსფეროს დიაგნოსტიკის შესახებ სიგნალისა და გარემოს დისპერსიულ მახასიათებლებს შორის კავშირის საფუძველზე“

გრანტის დაფინანსების წყარო: ბათუმის შოთა რუსთველის სახელმწიფო უნივერსიტეტი

სამეცნიერო პროექტის ხელმძღვანელი: ფიზიკის დეპარტამენტის მოწვეული მასწავლებელი, ფიზიკის დოქტორი  მირანდა ხაჯიშვილი

სამეცნიერო პროექტის შემსრულებელი: პროფესორი ჟუჟუნა დიასამიძე, სტუდენტი მალხაზ დიმიტრაძე

სამეცნიერო პროექტის განხორციელების ვადა: 2018 წ.

პროექტის მიზანი, ამოცანები და აქტუალობა: კვლევის მიზანია, აიგოს ციფრული არხის მოდელი ხმაურმსგავსი სიგნალით და  შესწავლილი იქნას იმპულსური სიგნალის სიხშირული ზოლის გაგანიერების საკითხი სხვადასხვა მოდულაციის (სიხშირული, ფაზური, და სხვა) რეგულარული და შემთხვევითი კანონზომიერების რადიოსიგნალე-ბისათ¬ვის.

დღეს–დღეობით ციფრული რადიოლოკატორების შექმნამ და ტელესაკომუნიკაციო სივრცეში ფართო სიხშირულ ზოლიანი ზონდირებადი სიგნალის დანერგვამ მნიშვნელოვნად გაზარდა ინტერესი ამ პრობლემისადმი [1]. რადიოლოკაციური სისტემების სიზუსტისა და გაზომვების შესაძლებლობების გაზრდა პირდაპირ დაკავშირებულია ზონდირებული სიგნალის სტრუქტურის სირთულესა და სიხშირული ზოლის გაფართოებასთან.

უკაბელო საკომუნიკაციო სისტემებში განსაკუთრებით აქტუალურია გარემოს არაერთგვაროვნებებისა და სტატისტიკური მახასიათებლების გავლენა მზიდი სიგნალის გავრცელებაზე. სიგნალი გარემოში გავრცელებისას განიცდის დეფორმაციას, ევოლუციას დროსა და სივრცეში და მიმღებ მოწყობილობაზე მიიღება დამახინჯებული ფორმის სიგნალი. სიგნალების მიღების ხარისხი დამოკიდებულია თვით სიგნალის დამახინჯებაზე, რომელსაც ის განიცდის ატმოსფეროსა და იონოსფეროში. ასე მაგალითად ფსევდო შემთხვევითი მოდულირებული სიგნალების ფორმის დამახინჯება განპირობებულია გარემოს სიხშირული დისპერსიით. დამახინჯება ვლინდება სიგნალის მომვლების ფორმაზე და სიგნალის ფაზური და ჯგუფური სიჩქარეების ცვლილებაზე. ადგილი აქვს სიგნალის დაყოვნებას,  რომელიც განპირობებულია გარემოს სიხშირული დისპესიით. ცალკეული იმპულსის დამახინჯების ხასიათი დამოკიდებულია სიგნალის მუშა სიხშირეზე. ცხადია, რომ მეცნიერთა ინტერესს წარმოადგენს ისეთი საკომუნიკაციო სისტემების ორგანიზება, რომლებშიდაც სიგნალ/ხმაურის თანაფარდობა ( ), გამოირჩევა მაღალი მდგრადობით და მნიშვნელოვნად არ იქნება დამოკიდებული მზიდი სიგნალის ენერგიაზე [3,4], ამიტომ აქტუალობას იძენს ამოცანა სიგნალისა და გარემოს დისპერსიულ მახასიათებლების ენერგეტიკულ დანაკარგებს შორის კავშირის დადგენის შესახებ.

ფართოზოლიანი სიხშირული დიაპაზონის სიგნალების მისაღებად თანამედროვე ციფრულ რადიოტექნიკურ სისტემებში ხშირად გამოიყენება სპექტრის გაფართოების ტექნოლოგია. სიგნალი გაფართოებული სპექტრით შედარებით მეტი ინფორმაციის მატარებელია. ინფორმაციული ტევადობის გაზრდის მიზნით სპექტრის გამფართოებელი ფუნქციების სახით იყენებენ სხვადასხვა რთულ სიგნალებს. ამრიგად,  ფართოზოლიანი სიხშირული დიაპაზონის სიგნალების მიღება შესაძლებელია მზიდი სიგნალის სპექტრის გაფართოების გზით. მაგრამ, სპექტრის გაფართოებას თან ახლავს მზიდ სიგნალზე გარეშე ეფექტების ზრდა, რომელსაც  „ხმაურს“ უწოდებენ. „ხმაური“ გავლენას ახდენს თვით „სიგნალის“ გავრცელებაზე და მნიშვნელოვნად ზღუდავს სიგნალის ხარიხსსა და გავრცელების სიშორეს.

ზონდირებადი სიგნალის სიხშირული ზოლის გაგანიერება შესაძლებელია  ზონდირებადი იმპულსის დამოკლებით (თუ სიგნალი იმპულსური ბუნებისაა) ან უწყვეტი მზიდი სიგნალის სიხშირული ან ფაზური მოდულაციის გზით. ყველა შემთხვევაში სიგნალის სპექტრის გაგანიერებას თან სდევს „ხმაურის“ ფონის ზრდა, რაც უარყოფით გავლენას ახდენს მასზე. „ხმაურის“ ზღვრულ შემთხვევას წარმოადგენს ე.წ. „თეთრი ხმაური“ თანაბარი უწყვეტი სპექტრით. მზიდი სიგნალები „თეთრი ხმაურის“ თანხლებით მაღალი ხარისხით გამოირჩევა. ასეთი ზონდირებადი სიგნალები უზრუნველყოფს მაღალი სიზუსტის გაზომვებს (სამიზნე ობიექტამდე მანძილის დადგენა, სამიზნე ობიექტის სიჩქარის რადიალური მდგენელის განსაზღვრა).  ეს კი ძირითადად განპირობებულია იმით, რომ მიიღება კარგი თანაფარდობა  .  უპირატესობა, რომელიც გააჩნია უწყვეტ ფართოზოლიან „თეთრ ხმაურს“ სხვა ტიპის გარეშე დაბრკოლებებთან „ხმაურთან“ (იმპულსური სიგნალები, უწყვეტი არათანაბარი სპექტრის მქონე სიგნალები და სხვა) სწორედ „სიგნალისა“ და „ხმაურის“ კარგ თანაფარდობაში გამოიხატება, რომელსაც აფიქსირებს მიმღები მოწყობილობა. მაგალითად, იმპულსური სიგნალებისათვის დამაკმაყოფილებელი   თანაფარდობის მისაღწევად, საჭიროა იმპულსში სიგნალი იყოს ძალიან დიდი სიმძლავრის, მაშინ როდესაც უწყვეტი რეჟიმის შემთხვევაში სიგნალის სიმძლავრე რამოდენიმე რიგით მცირე შეიძლება გამოვიდეს.