Исследования в области распространения радиоволн в Иркутском госуниверситете были начаты в 1967 г. под руководством профессора В. М. Полякова на кафедре радиофизики. При образовании НИИ прикладной физики в 1969 г. коллектив, занимавшийся распространением радиоволн, сформировал костяк лаборатории распространения радиоволн. Лабораторию возглавляли Семеней Ю. А. (1969-1972 гг.), Розов В. Н. (1972-1975 гг.) и Тинин М. В. (с 1975 г. по настоящее время)

На первых порах тематика лаборатории определялась, в основном, выполняемыми крупными хоздоговорами в интересах отраслевых министерств. Для проведения экспериментальных исследований собственными силами был создан выносной радиофизический полигон в живописной Тункинской долине. На этом полигоне был проведен ряд уникальных исследований характеристик ионосферных радиоволн на трассах различной (включая кругосветные) радиотрассах. (В настоящее время на этом полигоне отдел элементарных частиц и нейтринной астрофизики ведет исследования в области гамма-астрофизики).  Кроме экспериментальных велись теоретические работы по разработке методов расчетов характеристик ионосферных радиоволн и исследования аномальных механизмов распространения радиоволн с помощью численного моделирования.

В настоящее время исследования ведутся под руководством профессоров Тинина М.В., Иванова В.Б. и Сажина В.И. по следующим направлениям.

Группа Тинина М.В. развивает теорию распространения радиоволн в многомасштабной неоднородной ионосфере и на ее основе разрабатывает новые методы исследования ионосферных неоднородностей и устранения мешающих эффектов этих неоднородностей в системах связи, диагностики, прецизионного местоопределения и других системах, использующих ионосферное распространение радиоволн. Ниже приводится ряд результатов, полученных в последнее время.

11) С помощью двойного взвешенного Фурье-преобразования (ДВФП) одновременно по координатам источника и наблюдателя в малоугловом приближении получено интегральное представление для поля волны, распространяющейся в многомасштабной неоднородной среде. Это представление согласуется с геометрооптическим приближением, методом плавных возмущений и методом фазового экрана в областях их применимости. Путем сравнения результатов ДВФП и метода путевых интегралов, показано, что условие  применимости ДВФП для неоднородных сред небольшой протяженности практически совпадает с условием малоуглового приближения.

2) Предложен метод обработки результатов томографических измерений, основанный на обратном двойном (по координатам источника и наблюдателя) взвешенном преобразовании Фурье (ДВФП). С помощью численного моделирования показано, что при достаточно больших размерах антенн и малом интервале дискретности можно получить сверхфренелевское разрешение при значительно больших вариациях фазы, чем это допустимо в рамках борновского и рытовского алгоритмов.

23) Для уменьшения амплитудных флуктуаций (амплитудных мерцаний) при распространении волны в случайно неоднородной среде, предложено использовать пространственную обработку поля волны на базе обратного ДВФП. Показано, что эффективность уменьшения амплитудных флуктуаций  с помощью обратного ДВФП определяется превышением размеров веерных проекций приемной и передающей антенных систем над радиусом Френеля в области расположения неоднородности.

4) C помощью численного моделирования показано, что эффекты многолучёвости при  распространении волны в неоднородной среде устраняются после пространственной обработки, основанной на обратном ДВФП.

35) Исследовано влияние случайных ионосферных неоднородностей на точность измерений с помощью глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). С помощью численного моделирования исследована зависимость вероятности возникновения срыва сопровождения фазы несущей сигнала ГНСС от взаимной ориентации луча «спутник-приемник» и магнитоориентированных неоднородностей (см. Рис), представлены рекомендации по извлечению из количественных характеристик сбоев сопровождения фазы сигнала ГНСС информации о степени вытянутости магнитоориентированных неоднородностей.

46) Показано, что уменьшение вклада случайных ионосферных неоднородностей в ошибку измерений многочастотных ГНСС затрудняется дифракционными эффектами при распространении сигнала через турбулентную ионосферную плазму с внутренним масштабом меньше радиуса Френеля. Показана возможность уменьшения ионосферной ошибки многочастотных ГНСС измерений путем устранения дифракционных эффектов с помощью пространственной обработки в виде Френелевской инверсии. Показано также, что при такой пространственной обработке для выбора основного параметра Френелевской инверсии – расстояния виртуального экрана до наблюдателя, можно использовать близость значений этого параметра, при которых достигаются минимумы дисперсии остаточной ошибки и амплитудного индекса мерцания.

57) Показана возможность устранения ионосферной ошибки второго порядка, связанной с геомагнитным полем, путем модификации коэффициентов в “свободной от ионосферы” комбинации ГНСС измерений на двух частотах. Показаны допустимость приближений, лежащих в основе такой модификации, и слабая зависимость результатов от точности априори заданных параметров ионосферного слоя. Распределение (в мм) остаточной ошибки по земному шару для угла возвышения 100 и азимута 100

8) С помощью фоковского метода собственного времени (пятого параметра) ДВФП модель распространена на случай отражения волны от ионосферного слоя с неоднородностями. Для слоя с линейным профилем диэлектрической проницаемости показан переход полученных результатов в известное строгое решение в отсутствие неоднородностей. Для слабых неоднородностей ДВФП модель переходит в модель однократного рассеяния.

Группа Иванова В.Б. ведет исследования возможностей повышения точности и информативности спутниковых радионавигационных систем и имеет в этой области следующие достижения.

1) На основе большого опыта в области математического моделирования ионосферных параметров, основанного профессором В.М. Поляковым, была разработана модель полного электронного содержания ионосферы, ориентированная на практическое использование в наземной радионавигационной одночастотной аппаратуре с целью компенсации дополнительного запаздывания спутниковых радиосигналов в ионосфере – модель GEMTEC. В результате массового тестирования модели было показано, что ее использование существенно снижает средние ошибки позиционирования по сравнению со стандартной методикой на основе модели Клобучара.

2) Анализ временных вариаций ошибок позиционирования выявил важную особенность, заключающуюся в повторяемости суточного хода ошибок в двух соседних сутках. На основе использования этой особенности был разработан дифференциально-временной режим работы радионавигационных систем, также обеспечивающий существенное повышение точности позиционирования. Тестирование режима показало уменьшение средних ошибок примерно вдвое.

3) Была изучена возможность применения недорогой и широко распространенной одночастотной навигационной аппаратуры для регистрации нерегулярных явлений в ионосфере. Было показано, что, несмотря на заметно худшую точность одночастотных измерений по сравнению с двухчастотными, первые, при соответствующей обработке позволяют определять как качественные, так и количественные характеристики таких ионосферных эффектов, как реакции на солнечные затмения, мощные землетрясения, падения крупных метеоритов.

Группой Сажина В.И. развивались методы адаптации параметров ионосферного радиоканала к текущей ситуации на основе коррекции модели ионосферы по оперативной информации, получаемой из радиофизических измерений.  Кроме данных специализированных  экспериментов, использовались данные, получаемые в результате широкодоступных наблюдений за сигналами произвольных радиостанций (радиомаяков, вещательных станций),  определяемых как реперные. В настоящее время проводится разработка метода, использующего для локальной коррекции модели ионосферы данные измерений ионосферного запаздывания сигналов ГНСС на одночастотных приемниках.  Скорректированная  модель может использоваться в ряде задач  ионосферного зондирования и для повышения точности решения навигационной задачи одночастотными приемниками.

Лаборатория является базой для научной работы сотрудников и аспирантов кафедры радиофизики и для выполнения курсовых и дипломных работ студентов-радиофизиков. В лаборатории защищено 18 кандидатских и 4 докторских диссертации.