Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах

Приведены результаты исследований зависимостей спектральных характеристик KB сигналов от времени суток и частоты на трассах протяженностью от 3,5 до 19 тыс. км, полученные в разные сезоны. Показано, что изменения амплитуды принятого сигнала и оптимальной рабочей частоты на сверхдальних трассах при о...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автори:	Кащеев, С.Б., Колосков, А.В., Зализовский, А.В., Галушко, В.Г., Пикулик, И.И., Ямпольский, Ю.М., Куркин, В.И., Литовкин, Г.И., Орлов, А.И., Петько, П.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Радіоастрономічний інститут НАН України 2009
Теми:	Радиофизика геокосмоса
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/8434
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Экспериментальные исследования спектральных характеристик KB сигналов на дальних и сверхдальних трассах / С.Б. Кащеев, А.В. Колосков, А.В. Зализовский, В.Г. Галушко, И.И. Пикулик, Ю.М. Ямпольский, В.И. Куркин, Г.И. Литовкин, А.И. Орлов, П.В. Петько // Радиофизика и радиоастрономия. — 2009. — Т. 14, № 1. — С. 12-25. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-8434
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-84342010-05-31T12:02:09Z Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах Кащеев, С.Б. Колосков, А.В. Зализовский, А.В. Галушко, В.Г. Пикулик, И.И. Ямпольский, Ю.М. Куркин, В.И. Литовкин, Г.И. Орлов, А.И. Петько, П.В. Радиофизика геокосмоса Приведены результаты исследований зависимостей спектральных характеристик KB сигналов от времени суток и частоты на трассах протяженностью от 3,5 до 19 тыс. км, полученные в разные сезоны. Показано, что изменения амплитуды принятого сигнала и оптимальной рабочей частоты на сверхдальних трассах при отсутствии магнитных возмущений качественно совпадают с прогнозом, полученным в рамках волноводного подхода (метода нормальных волн) к описанию распространения KB с использованием международной справочной модели ионосферы IRI. Проанализировано влияние на доплеровский сдвиг и амплитуду спектрального максимума принятого сигнала глобальных ионосферных возмущений, обусловленных терминатором и затмением Солнца. Показана возможность доплеровской селекции прямого и обратного сигналов на контрольных радиолиниях средней и большой протяженности. Наводяться результати досліджень залежностей спектральних характеристик КХ сигналів від часу доби та частоти на трасах довжиною від 3.5 до 19 тис. км, одержані у різні сезони. Показано, що зміни амплітуди отриманого сигналу та оптимальної робочої частоти на наддовгих трасах за відсутності магнітних збурень якісно збігаються з прогнозом, отриманим у межах хвильового підходу (методу нормальних хвиль) до опису поширення КХ з використанням міжнародної довідкової моделі іоносфери IRI. Проаналізовано вплив глобальних іоносферних збурень, зумовлених термінатором та затемненням Сонця, на допплерівський зсув і амплітуду спектральних максимумів прийнятого сигналу. Показано можливість допплерівської селекції прямого та зворотного сигналів на контрольних радіолініях середньої та великої довжини. The research results of the time of the day on frequency dependencies of the spectral characteristics of HF signals at radio paths from 3,500 to 19,000 km are presented for different seasons of the year. It is shown that the amplitude and optimum working frequency dependencies at ultra-long-range radio paths are in compliance with the predicted results for quiet geomagnetic conditions. The predictions are made in terms of the wave theory of HF wave propagation (modalanalysis method) using the IRI model. The influence of the global ionospheric irregularities induced by solar terminator and solar eclipse on the Doppler frequency and the amplitude of the spectral peak is analyzed. The possibility of direct and return signal’s discrimination using the Doppler technique for long- and ultra-long-range radio paths is shown. 2009 Article Экспериментальные исследования спектральных характеристик KB сигналов на дальних и сверхдальних трассах / С.Б. Кащеев, А.В. Колосков, А.В. Зализовский, В.Г. Галушко, И.И. Пикулик, Ю.М. Ямпольский, В.И. Куркин, Г.И. Литовкин, А.И. Орлов, П.В. Петько // Радиофизика и радиоастрономия. — 2009. — Т. 14, № 1. — С. 12-25. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 1027-9636 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/8434 621.396.967 ru Радіоастрономічний інститут НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Радиофизика геокосмоса Радиофизика геокосмоса
spellingShingle	Радиофизика геокосмоса Радиофизика геокосмоса Кащеев, С.Б. Колосков, А.В. Зализовский, А.В. Галушко, В.Г. Пикулик, И.И. Ямпольский, Ю.М. Куркин, В.И. Литовкин, Г.И. Орлов, А.И. Петько, П.В. Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах
description	Приведены результаты исследований зависимостей спектральных характеристик KB сигналов от времени суток и частоты на трассах протяженностью от 3,5 до 19 тыс. км, полученные в разные сезоны. Показано, что изменения амплитуды принятого сигнала и оптимальной рабочей частоты на сверхдальних трассах при отсутствии магнитных возмущений качественно совпадают с прогнозом, полученным в рамках волноводного подхода (метода нормальных волн) к описанию распространения KB с использованием международной справочной модели ионосферы IRI. Проанализировано влияние на доплеровский сдвиг и амплитуду спектрального максимума принятого сигнала глобальных ионосферных возмущений, обусловленных терминатором и затмением Солнца. Показана возможность доплеровской селекции прямого и обратного сигналов на контрольных радиолиниях средней и большой протяженности.
format	Article
author	Кащеев, С.Б. Колосков, А.В. Зализовский, А.В. Галушко, В.Г. Пикулик, И.И. Ямпольский, Ю.М. Куркин, В.И. Литовкин, Г.И. Орлов, А.И. Петько, П.В.
author_facet	Кащеев, С.Б. Колосков, А.В. Зализовский, А.В. Галушко, В.Г. Пикулик, И.И. Ямпольский, Ю.М. Куркин, В.И. Литовкин, Г.И. Орлов, А.И. Петько, П.В.
author_sort	Кащеев, С.Б.
title	Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах
title_short	Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах
title_full	Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах
title_fullStr	Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах
title_full_unstemmed	Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах
title_sort	экспериментальные исследования спектральных характеристик кв сигналов на дальних и сверхдальних трассах
publisher	Радіоастрономічний інститут НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Радиофизика геокосмоса
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/8434
citation_txt	Экспериментальные исследования спектральных характеристик KB сигналов на дальних и сверхдальних трассах / С.Б. Кащеев, А.В. Колосков, А.В. Зализовский, В.Г. Галушко, И.И. Пикулик, Ю.М. Ямпольский, В.И. Куркин, Г.И. Литовкин, А.И. Орлов, П.В. Петько // Радиофизика и радиоастрономия. — 2009. — Т. 14, № 1. — С. 12-25. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT kaŝeevsb éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah AT koloskovav éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah AT zalizovskijav éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah AT galuškovg éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah AT pikulikii éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah AT âmpolʹskijûm éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah AT kurkinvi éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah AT litovkingi éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah AT orlovai éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah AT petʹkopv éksperimentalʹnyeissledovaniâspektralʹnyhharakteristikkvsignalovnadalʹnihisverhdalʹnihtrassah
first_indexed	2025-07-02T11:06:35Z
last_indexed	2025-07-02T11:06:35Z
_version_	1836533044434960384
fulltext	Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1, с. 12-25 © С. Б. Кащеев, А. В. Колосков, А. В. Зализовский, В. Г. Галушко, И. И. Пикулик, Ю. М. Ямпольский, В. И. Куркин, Г. И. Литовкин, А. И. Орлов, П. В. Петько, 2009 УДК 621.396.967 Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах С. Б. Кащеев, А. В. Колосков, А. В. Зализовский, В. Г. Галушко, И. И. Пикулик, Ю. М. Ямпольский, В. И. Куркин1, Г. И. Литовкин1, А. И. Орлов1, П. В. Петько1 Радиоастрономический институт НАН Украины, ул. Краснознаменная, 4, г. Харьков, 61002, Украина Е-mail: kascheev@rian.kharkov.ua 1Институт солнечно-земной физики, Сибирское отделение Российской АН, ул. Лермонтова 126-а, г. Иркутск, 664033, Россия Е-mail: kurkin@iszf.irk.ru Статья поступила в редакцию 20 июня 2008 г. Приведены результаты исследований зависимостей спектральных характеристик КВ сигна- лов от времени суток и частоты на трассах протяженностью от 3.5 до 19 тыс. км, полученные в разные сезоны. Показано, что изменения амплитуды принятого сигнала и оптимальной рабочей частоты на сверхдальних трассах при отсутствии магнитных возмущений качественно совпадают с прогнозом, полученным в рамках волноводного подхода (метода нормальных волн) к описанию распространения КВ с использованием международной справочной модели ионосферы IRI. Проанализировано влияние на доплеровский сдвиг и амплитуду спектрального максимума при- нятого сигнала глобальных ионосферных возмущений, обусловленных терминатором и затме- нием Солнца. Показана возможность доплеровской селекции прямого и обратного сигналов на контрольных радиолиниях средней и большой протяженности. 1. Введение Ионосферное распространение коротких радиоволн (3 30÷ МГц) по-прежнему широко используется для решения задач радиосвязи и радиовещания. По данным Международ- ного союза по электросвязи (ITU, Швей- цария) в этом диапазоне в мире работает около 5000 передающих станций [1]. Из-за близости рабочих частот к плазменным частотам ионосферы параметры отраженных от нее сиг- налов чутко реагируют на вариации простран- ственно-временного распределения электрон- ной концентрации [2, 3]. Это обстоятельство позволяет создавать специальные КВ сис- темы ионосферной диагностики: станции вер- тикального, наклонного и возвратно-наклонно- го зондирования. Сотни таких установок дей- ствуют сегодня в разных регионах земного шара, включая Арктику и Антарктиду [4, 5]. Большинство из них в качестве зондирующих сигналов используют специальные виды излу- чения со сложными законами модуляции. Ин- формационными параметрами, позволяющими решать задачу радиодиагностики, являются: частотная зависимость группового времени запаздывания отраженных сигналов, их поля- ризационные характеристики, сечения обрат- ного рассеяния, углы прихода, доплеровские смещения частоты (ДСЧ). В середине 80-х гг. Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах 13Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 прошлого столетия в Радиоастрономическом институте НАН Украины (РИ НАНУ) был разработан метод частотно-углового зонди- рования ионосферы (ЧУЗИ) [6], отличитель- ной особенностью которого являлось исполь- зование в качестве диагностических не спе- циальных сигналов, а уже существующего из- лучения широковещательных станций. Основ- ными измеряемыми параметрами были углы прихода отраженных сигналов и ДСЧ на раз- ных несущих частотах. Применение метода ЧУЗИ на коротких односкачковых радиоли- ниях (длиной меньше 1000 км) позволяет вос- создать высотный профиль электронной кон- центрации [7], восстановить ее горизонталь- ные градиенты [8], визуализировать волно- образные возмущения [9]. Очевидно, что на многоскачковых протяженных радиотрассах использование ЧУЗИ затруднено из-за интег- рального характера вариаций информацион- ных параметров. Тем не менее доплеровские спектры сигналов на сверхдальних радиоли- ниях несут отпечаток нестационарных ионос- ферных процессов и в рамках моделей про- странственно-временного распределения электронной концентрации позволяют отсле- живать динамику глобальных неоднороднос- тей, в частности, солнечного терминатора (СТ) [10] и искусственно созданных плазменных об- разований [11]. Цель настоящей работы – эксперименталь- ное исследование поведения спектральных характеристик КВ сигналов на специальных контрольных радиолиниях средней (до 6500 км) и большой протяженности (порядка 19000 км). В качестве излучающих станций использовались исследовательские передатчики Института сол- нечно-земной физики Сибирского отделения Российской АН (ИСЗФ СО РАН), расположен- ные в Сибири и на Дальнем Востоке. Когерен- тные приемные системы созданы в РИ НАНУ и располагались в Украине и в Антарктике. Объектами исследования являлись детерми- нированные ионосферные процессы – СТ и солнечное затмение (СЗ), а также споради- ческие крупномасштабные плазменные возму- щения в экваториальных и полярных областях. Экспериментально оцененные условия распро- странения КВ сигналов сопоставлены с модель- ным прогнозом, полученным в ИСЗФ СО РАН в рамках волноводного подхода к описанию сверхдальнего распространения КВ [12]. 2. Методика проведения исследований Измерения спектральных характерис- тик коротковолновых сигналов на дальних и сверхдальних трассах были организованы совместно РИ НАНУ и ИСЗФ СО РАН. Всего в 2004 – 2006 гг. в разные сезоны были про- ведены 4 измерительные кампании общей продолжительностью 20 дней. Излучение непрерывных либо импульсных пробных сигналов обеспечивали три пере- дающие комплекса Российской сети ЛЧМ зон- дирования, которые располагались вблизи Иркутска (52.75° с. ш., 103.63° в. д.), Мага- дана (59.57° с. ш., 150.47° в. д.) и Норильска (69.12° с. ш., 88.17° в. д.). Их основные тех- нические данные приведены в таблице. Аналого-цифровые приемно-измерительные комплексы (ПИК), разработанные в РИ НАНУ [13], были установлены в двух пунктах. Вось- миканальный когерентный доплеровский приемник был расположен в Харьковской обл. на Радиоастрономической обсерватории (РАО, 49.67° с. ш., 36.83° в. д.), двухканальный ПИК был развернут на Украинской антаркти- ческой станции (УАС) “Академик Вернадский” (65.25° ю. ш., 64.27° з. д.). Комплексы отли- чались между собой не только числом кана- лов, но и антенно-фидерными системами: на РАО прием производился на широкополос- Таблица. Основные технические данные передаю- щих комплексов Диапазон рабочих частот, МГц 5 20÷ Излучаемая мощность, кВт 1 2÷ Относительная нестабильность задающих генераторов передатчиков, не выше 95 10−⋅ Длительность излучаемых импульсов, мс 5 Период повторения излучаемых импульсов, мс 25 С. Б. Кащеев и др. 14 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 ный вертикальный вибратор, а на УАС – на горизонтальную антенну [13]. Запись сигна- лов и спектральная обработка осуществлялась в цифровом виде. Обе приемные системы по- зволяли измерять доплеровский сдвиг частоты пробных сигналов с разрешением до 0.05 Гц и флуктуации времени прихода импульсов с точностью ±100 мкс. На рис. 1 показана карта расположения передающих и приемных пунктов. Пунктир- ными кривыми нанесены проекции прямых радиотрасс на поверхность Земли. Штрихпун- ктирной линией показано положение СТ в мо- мент его прохождения через оба приемных пункта (05:15 UT 1 декабря 2006 г). Протя- женность контрольных трасс по поверхности Земли составляла от 3.5 до 18.8 тыс. км. Точ- ка антипода для антарктического приемного комплекса находилась вблизи Якутска прак- тически в центре треугольника, образованно- го передатчиками. Такое размещение прием- ного и передающих пунктов позволило одно- временно исследовать вариации спектральных характеристик пробных сигналов на сверхдаль- них трассах с различными условиями осве- щенности. Накануне каждой измерительной кампании проводился модельный расчет оптимальных рабочих частот (ОРЧ) и суточных вариаций напряженности электромагнитного поля для времени проведения эксперимента на всех задействованных сверхдальних трассах. Та- кие оценки были выполнены в ИСЗФ СО РАН в рамках волноводного подхода описания рас- пространения КВ с использованием междуна- родной справочной модели ионосферы IRI [12]. Результаты моделирования проверялись в ходе специальных предварительных измерений, предшествовавших основным кампаниям, их продолжительность составляла один – два дня. В это время излучались сигналы расширенно- го диапазона пробных частот, который заве- домо превосходил расчетный диапазон ОРЧ. Передающие пункты включались попарно и излучали непрерывные сигналы на фиксиро- ванных частотах сеансами длительностью по 2 мин. В следующие 2 мин происходила цик- лическая перестройка несущих частот и за- Рис. 1. Карта расположения передающих и приемных пунктов Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах 15Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 действовалась другая пара передатчиков. Об- щая продолжительность предварительных из- мерений составляла 8 14÷ ч в сутки. В прием- ных пунктах осуществлялась синхронная реги- страция пробных сигналов, затем с помощью быстрого преобразования Фурье проводилось вычисление их доплеровских спектров. Поло- са анализа составляла 10 Гц, спектральное разрешение варьировалось от 0.1 до 0.3 Гц. Полученные за 3 10 c÷ мгновенные амплитуд- ные спектры усреднялись в течение двух минут (длительность одного сеанса излучения). Та- кой режим обработки позволял достаточно точно измерять спектральные составляющие на всех рабочих частотах. ОРЧ для радио- трассы в текущий момент времени считалась та, амплитуда сигнала на которой была мак- симальна. В качестве примера на рис. 2, а приведены результаты модельных расчетов и измерений суточного хода ОРЧ сигнала на трассе Ир- кутск – УАС 12 апреля 2004 г. На рис. 2, б показаны расчеты суточного хода амплитуды принятого сигнала на ОРЧ и измеренные зна- чения в относительных единицах. Сплошной кривой в обоих случаях отмечен суточный ход расчетных величин на прямой трассе, а пунктирной – на обратной. Эксперимен- тальные результаты представлены квадрат- ными метками, которые соединены пунктир- ными линиями. В связи с отсутствием в Ан- тарктиде возможности пространственной селекции [13] данные измерений представ- ляют собой суперпозицию прямого и обрат- ного сигналов. Из приведенных графиков вид- но хорошее качественное соответствие рас- пространения сигналов прогнозируемых час- тот и результатов эксперимента, такое же совпадение наблюдалось и при проведении остальных трех измерительных кампаний. Следует отметить, что все измерения, как предварительные, так и основные, были про- ведены в магнитоспокойные дни. По итогам предварительных измерений вблизи экспериментально оцененных значений ОРЧ выбирался более узкий частотный диа- пазон излучения пробных сигналов с минималь- но возможным уровнем помех от вещатель- ных и коммерческих передатчиков. 3. Результаты измерений спектральных характеристик сигналов 3.1. Влияние солнечного терминатора на характеристики сигналов на сверхдальних трассах Наилучшие условия распространения проб- ных радиосигналов (максимально продолжи- тельное превышение уровня сигналов над шумами) наблюдались во время летней (для северного полушария) измерительной кампании с 3 по 7 июля 2006 г. Пробные передатчики располагались вблизи Иркутска и Магадана. Ежедневно с 08:00 до 20:00 UT излучались непрерывные сигналы на шести фиксирован- ных частотах в диапазоне 6777 15333÷ кГц. Рис. 2. Сравнение расчетных значений ОРЧ (а) и амплитуды сигнала (б) с результатами экспери- ментов на трассе Иркутск – УАС 12.04.2002 г.: ––– – обратная трасса; – – – – прямая трасса; ··· ··· – эксперимент С. Б. Кащеев и др. 16 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 Полный цикл излучения длился 30 мин. Цик- лограмма измерений задавалась следующим образом: с “нулевой“ минуты каждого получа- са на двухминутном интервале работал иркут- ский передатчик на первой пробной частоте, затем на этой же частоте на 2 мин включался передатчик в Магадане. После его выключе- ния опять “стартовал” иркутский пункт на следующей, более высокой, частоте и т. д. В конце полного цикла излучения следовала шестиминутная пауза. На приемном пункте в Антарктиде осуще- ствлялся спектральный анализ пробных сиг- налов в полосе 10 Гц. В реальном времени регистрировались мгновенные спектры с раз- решением 0.3 Гц, которые затем усреднялись в течение двух минут. Оптимальные рабочие частоты оценивались по максимумам на спек- тральных зависимостях. На следующем этапе обработки значения амплитуд спектральных максимумов, полученные в одно и то же время суток, усреднялись за пять дней измерений. Результаты такой обработки приведены на рис. 3, а, б для трасс Иркутск – УАС и Мага- дан – УАС соответственно. (На рисунке пока- заны усредненные частотные зависимости амплитуды принятого сигнала для тех проб- ных частот, на которых наблюдалось наимень- шее затухание.) В соответствии с теорети- ческими прогнозами на обеих трассах в су- точном ходе имелось два ярко выраженных максимума. Первый из них совпадал со вре- менем прохождения вечернего терминатора через передающий пункт, второй соответство- вал времени прохождения СТ через прием- ный пункт. Временной интервал между пер- выми максимумами на разных трассах соот- ветствует разносу передающих пунктов по долготе. На трассе Иркутск – УАС в течение всего времени суток оптимальной являлась частота 9.3 МГц. На трассе Магадан – УАС в утренние часы оптимальной была частота 6.8 МГц, в дневные – 8.3 МГц. Особенности поведения спектрального со- става сигналов на разных несущих частотах и их изменения во времени показаны на рис. 4. На нем приведены усредненные в течение двух минут спектры, полученные во время измере- ний 04.07.2006 г. Здесь же для соответствую- щих моментов измерений отмечены положе- ния линии СТ на поверхности Земли (левая колонка). Из приведенных зависимостей вид- но, что спектры носят изменчивый характер. Во время некоторых сеансов в спектрах от- четливо проявлялись два максимума с разно- сом в несколько герц. Ранее нами было пока- зано, что двухмодовый спектр порожден су- перпозицией прямого и обратного сигналов, распространяющихся в разных полушариях вблизи “восходного” и “заходного” термина- торов [10]. Убывающие и нарастающие про- странственно-временные градиенты электрон- ной концентрации на прямой и обратной ра- Рис. 3. Усредненные временные зависимости амп- литуды спектральных максимумов на разных ра- бочих частотах во время измерительной компа- нии 3–7.07.2006 г.: а) – для трассы Иркутск – УАС ( ––– – 6.8 МГц; – – – – 9.3 МГц; ····· – 11 МГц); б) – для трассы Магадан – УАС ( ––– – 6.8 МГц; – – – – 8.3 МГц; ····· – 9.3 МГц) Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах 17Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 Рис. 4. Изменения спектров сигналов во времени на разных частотах на сверхдальних трассах Иркутск – УАС (а) и Магадан – УАС (б) 04.07.2006 г. и положение линии СТ на момент проведения измерений С. Б. Кащеев и др. 18 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 диотрассах приводят к доплеровским сдвигам “прямого” и “обратного” сигналов разных зна- ков относительно несущей частоты. Нулевые значения ДСЧ и сравнительно узкий спектр сигналов из Иркутска в 11:30 (рис. 4, а) соответствовали распространению по прямой трассе. Практически вся она в это время была освещена Солнцем, возмущений в ионосфере во время проведения измерений не было. Сигналы с отрицательными сдвига- ми частоты, которые наблюдались в 13:00, объяснялись прохождением вечернего терми- натора через прямую трассу. Его движение сопровождалось уменьшением плотности плазмы в ионосфере (переход к ночным ус- ловиям), ростом высоты отражения, увеличе- нием эффективного пути радиоволны и как следствие отрицательным доплеровским сме- щением сигнала. Спектральное расширение вызвано, скорее всего, нестационарными ионос- ферными условиями и как следствие суще- ственной частотной модуляцией сигнала. По мере наступления ночных условий на прямой радиотрассе возрастал вклад обратной радио- линии. В 14:30 знак ДСЧ стал положительным. Это обусловлено преимущественным распро- странением сигналов вдоль обратной трассы, значительная часть которой в это время прохо- дила через область утреннего терминатора. В ионосфере происходил процесс нарастания электронной концентрации, в соответствии с которым уменьшались высота отражения и эффективная фазовая длина траектории. Та- кие изменения сопровождались положитель- ным смещением частоты сигнала. На более высокой рабочей частоте в это же время от- четливо проявлялся второй спектральный мак- симум; эта мода сигнала соответствовала рас- пространению через ночную ионосферу (по прямой трассе). Небольшой отрицатель- ный сдвиг связан с медленным уменьшением плотности плазмы ночью. Отличие отноше- ний амплитуд сигналов на прямой и обратной трассах на разных несущих частотах свиде- тельствовало о существенной частотной за- висимости эффективного ионосферного погло- щения. В 11:30 UT сигнал из Магадана приходил по прямой трассе над Тихим океаном. Неболь- шие отрицательные значения ДСЧ (рис. 4, б) обусловлены ночным временем и медленным уменьшением плотности плазмы вдоль трас- сы распространения. Существование в 13:00 двух мод, каждой из которых соответствовал свой спектральный максимум, объясняется одновременным распространением по прямой и обратной трассе. Сравнительно невысокий уровень сигналов свидетельствовал о боль- ших потерях при распространении в это вре- мя суток (см. рис. 3). В 14:30 спектральные максимумы с отрицательными ДСЧ на обе- их частотах обусловлены преимущественным распространением сигналов по обратной трас- се через зону вечернего терминатора. Мак- симум с положительным ДСЧ на более вы- сокой рабочей частоте соответствовал пря- мой трассе и утреннему терминатору вблизи приемного пункта. Различная форма спект- ров и непропорциональность ДСЧ излучае- мым частотам для большинства сеансов из- мерений иллюстрировали сложные режимы распространения сигналов. По-видимому, од- новременно реализовывались условия “скач- кового” и “волноводного” механизмов рас- пространения. 3.2. Суточные зависимости характеристик сигналов на трассах средней протяженности Наиболее продолжительная измерительная кампания была проведена 25.11–02.12 2006 г. В ней было задействовано три передающих и два приемных пункта (см. рис. 1), которые работали ежедневно с 21:00 до 11:00 UT. Во время измерений передатчики включались попарно и излучали сигналы на фиксирован- ных частотах сеансами длительностью 2 мин. В следующие 2 мин происходила циклическая перестройка несущих частот и задействова- лась другая пара передатчиков. Первые два дня осуществлялись пробные эксперименты, излучение велось на 8 рабочих частотах в диапазоне 5.8 19.3÷ МГц. Для основного цикла измерений было выбрано три из них (7.4, 9.3 и 11 МГц), что позволило получать данные на всех рабочих частотах с темпом шесть от- счетов в час. Измерения с передатчиками в Иркутске и Норильске проводились как в непрерывном, так и в импульсном режимах. Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах 19Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 Передатчик в Магадане все время работал в режиме излучения несущей частоты. Основное внимание во время этой кампа- нии было уделено спектральным характерис- тикам пробных сигналов на линиях средней протяженности: Норильск – Харьков длиной 3.5 тыс. км, Иркутск – Харьков (4.6 тыс. км) и Магадан – Харьков (6.5 тыс. км). Обработ- ка пробных сигналов проводилась по той же методике, что и для сверхдальних радиоли- ний. Сначала осуществлялся спектральный анализ в полосе 10 Гц с разрешением по час- тоте 0.3 Гц, затем мгновенные спектры ус- реднялись в течение двух минут, далее значе- ния амплитуд и доплеровских сдвигов спект- ральных максимумов, полученные в одно и то же время суток, усреднялись за четыре дня основных измерений. На рис. 5, а-в представлены полученные таким образом временные зависимости амп- литуд максимумов сигналов на трех трассах на всех рабочих частотах. (Разрывы на гра- фиках отвечают тем моментам времени, ког- да сигнал не превышал внешний шум ни в один из дней проведения измерений.) Временная зависимость амплитуды сигнала на трассе Иркутск – Харьков (рис. 5, а) достаточно хорошо соответствует режиму двукратного отражения от ионосферы (двухскачковому рас- пространению). В ночное время уровень сиг- налов на всех пробных частотах был близок к уровню внешних шумов, что объяснялось низким значением критических частот вдоль всей трассы и как следствие отсутствием в принятом сигнале зеркальной компоненты. В ранние утренние часы наблюдался переход частоты пробного сигнала через максималь- но применимую частоту (МПЧ) для первого скачка (восточной половины трассы) протя- женностью порядка 2300 км, что вызывало резкое возрастание уровня сигнала. Время пе- рехода зависело от частоты сигнала и совпада- ло с прогнозируемым [14]. На западной поло- вине трассы в это время еще продолжалось предутреннее снижение электронной концент- рации в ионосфере, что приводило к уменьше- нию амплитуды сигнала, особенно заметному на более высоких частотах. Через 1.5 3÷ ч происходил переход через МПЧ для второго Рис. 5. Усредненные временные зависимости амп- литуды спектральных максимумов сигналов на дальних трассах Иркутск – Харьков (а), Но- рильск – Харьков (б) и Магадан – Харьков (в) в пе- риод измерительной компании 28.11–02.12 2006 г.: ––– – 7.4 МГц; – – – – 9.3 МГц; ····· – 11 МГц С. Б. Кащеев и др. 20 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 скачка (западной половины трассы), и уровень сигнала снова заметно возрастал. Заметим, что угловое расстояние между расчетными точками отражения при двухскачковом рас- пространении на этой трассе составляло при- мерно 32° по долготе, соответственно терми- натор проходил западную точку отражения на 2.13 ч позднее, чем восточную. В дневные часы происходило плавное снижение уровня сигнала, обусловленное увеличением погло- щения в нижних слоях ионосферы D и Е; оно особенно ярко проявлялось на нижней рабо- чей частоте. На ней же хорошо виден вечер- ний подъем уровня сигнала при уменьшении ионизации в поглощающих слоях. Ночью сле- довало резкое уменьшение уровней сигналов для всех пробных частот, соответствовавшее превышению МПЧ на всех участках радио- линий. Зависимости амплитуды сигналов от вре- мени и частоты на трассе Норильск – Харьков (рис. 5, б) отвечали модели односкачкового распространения и отличались от рассмотрен- ных выше отсутствием второго максимума сигналов в утренние часы. На суточном изме- нении амплитуды сигналов на линии Магадан – Харьков (рис. 5, в) на всех рабочих частотах просматривалось три синхронных максимума, причем первый из них, который следовал не- посредственно после низкого ночного уровня, совпадал с максимумом на норильской трассе. Такое соответствие объяснялось тем, что основное влияние на энергетические характе- ристики оказывали ионосферные условия на участке Норильск – Харьков. Из карты, при- веденной на рис. 1, видно, что обе трассы на этом участке практически совпадали. Срав- нительно слабое влияние первой части мага- данской трассы на суточный ход амплитуды обусловлено тем, что взаимодействие радио- сигналов с ионосферной плазмой происходило значительно севернее, в области полярной ночи. В этом регионе суточный ход критичес- ких частот слоев F и Е для зимних условий практически отсутствует [14]. Рассмотрим результаты измерений допле- ровских сдвигов спектральных максимумов. Их усредненные за 4 дня зимней кампании значения приведены на рис. 6, а-в. В верхней Рис. 6. Усредненные временные зависимости доплеровского сдвига частоты спектрального максимума сигналов на дальних трассах Ир- кутск – Харьков (а), Норильск – Харьков (б) и Магадан – Харьков (в) в период измерительной компании 28.11–02.12 2006 г.: ––– – 7.4 МГц; – – – – 9.3 МГц; ····· – 11 МГц Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах 21Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 части рисунков заштрихованными прямоуголь- никами показаны условия освещенности. Со- кращение “Д-Д” – обозначает дневное время суток, “Н-Н” – ночное, “Д-Н” и “Н-Д” – соот- ветствуют переходным условиям освещенно- сти (наличию на трассе восходного или за- ходного терминаторов на высоте 250 км над поверхностью Земли). Приведенные зависи- мости подобны на иркутской и норильской трассах: в ночные часы доплеровский сдвиг колебался вблизи нулевых значений, при этом он не имел ярко выраженных временной и частотной зависимостей. После возрастания уровня сигналов в утренние часы практичес- ки синхронно на всех рабочих частотах на- блюдались максимальные положительные ДСЧ величиной до 1 Гц. Вблизи полудня местного времени сдвиг монотонно спадал до нуля синхронно на разных частотах, а по- зднее, в вечерние часы, становился отрица- тельным. Коэффициент корреляции между временными зависимостями ДСЧ для разных частот с 01:00 до 11:00 UT на иркутской трас- се был высоким и составлял 0.86 0.94.÷ Для норильской радиолинии с 04:00 по 11:00 UT он изменялся в пределах 0.75 0.9.÷ Как и на сверхдальних трассах, обращала на себя вни- мание непропорциональность ДСЧ рабочим частотам. Этот эффект являлся следствием отражения сигналов на различных высотах, на которых отличались вертикальные состав- ляющие скорости движений ионосферной плазмы и/или скорости изменения ее плот- ности. Временная зависимость ДСЧ сигна- ла от магаданского передатчика имела не- которые отличия. У нее не был ярко выра- жен регулярный временной ход, меньшими были максимальные значения как положи- тельного, так и отрицательного сдвига на всех рабочих частотах. По всей вероятнос- ти, этот эффект объяснялся большим угло- вым разносом приемного и передающего пунктов по долготе (114 )° и соответственно более продолжительным существованием переходных условий освещенности вдоль трассы. Корреляция между вариациями ДСЧ на разных частотах с 04:00 до 11:00 UT не превышала уровень 0.6, что свидетельство- вало о большей зависимости условий распро- странения от несущей частоты на протяжен- ных трассах. Во время работы передатчиков в Иркутске и Норильске в импульсном режиме были из- мерены времена задержки прямых сигналов. Значения их соответствовали расчетным дли- нам трасс, флуктуации были незначительны- ми, ±200 мкс, что сравнимо с аппаратной точ- ностью. Регулярно, в одно и то же время су- ток во все дни импульсной работы на часто- тах 9.3 и 11 МГц регистрировались две после- довательности приходящих импульсов с разными задержками. У второй последова- тельности задержка соответствовала време- ни прихода сигнала обратного эха (СОЭ). Флук- туация задержки второй последовательности была значительно больше и достигала вели- чины ±0.8 мс, что совпадает с модельными расчетами, выполненным в ИСЗФ СО РАН. В режиме импульсного излучения были изме- рены спектры прямого сигнала и СОЭ. Ана- лиз показал, что примерно в 70 % случаев сиг- налы имели различный доплеровский сдвиг спектрального максимума. На магаданской трассе работа велась только в непрерывном режиме, однако на ней также наблюдались СОЭ. Они были идентифицированы по двум макси- мумам в спектре принятого сигнала; частота одного практически совпадала с несущей, а у второго имела отрицательный ДСЧ до 3 Гц. Интервалы наблюдения такого двухмодового сигнала совпадали со временем приема на УАС сигналов из Магадана с большим отрицатель- ным сдвигом, который был обусловлен про- хождением вечернего терминатора через юго- восточную часть Тихого океана. (Обратная трасса Магадан – Харьков показана на рис. 1 сплошной кривой, ее значительный участок близок к прямой трассе Магадан – УАС.) Таким образом, проведенный спектральный анализ подтверждает возможность разделения прямого и обратного сигналов с помощью доп- леровской селекции при изменении условий освещенности на контрольных радиолиниях средней и большой протяженности. Особое место в проведенных исследова- ниях занимают шесть сеансов импульсного излучения из Норильска с 06:16 до 07:18 UT 2 декабря 2006 г., зарегистрированного на РАО С. Б. Кащеев и др. 22 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 вблизи Харькова (длина прямой радиолинии 3.5 тыс. км). На несущей частоте 7433 кГц были приняты аномальные сигналы со сред- ним временем задержки 18.1 мс, что соот- ветствовало расстоянию 5430 км, причем сиг- налы со “стандартными” задержками, про- порциональными длинам прямой и обратной трасс, в это время не наблюдались. Флуктуа- ции времени прихода были довольно значитель- ными и варьировались от 17.4 до 18.85 мс (±220 км относительно среднего значения). Очевидно, что такие аномальные задержки могут быть объяснены только наличием траек- торий со значительным отклонением от дуги большого круга. Используя анализ глобаль- ной ионосферной обстановки во время экспе- римента по картам полного электронного со- держания, мы рассмотрели две возможности возникновения таких радиотрасс. Первая свя- зана с отражением (или рассеянием) пробно- го сигнала от сильных ионосферных градиен- тов и плазменных неоднородностей в облас- ти полярного овала (ПО). Геометрические оценки показывают, что длина такой гипотети- ческой радиолинии Норильск – южная граница ПО – РАО составляет примерно 5.5 тыс. км. Спектры аномальных сигналов носили широ- кополосный характер, их средняя ширина составляла несколько герц, что характерно для эффектов ионосферного рассеяния на быстро движущихся ионосферных неоднород- ностях [11]. Альтернативная возможность формирования таких сигналов была обуслов- лена значительными ионосферными градиен- тами, которые во время эксперимента фор- мировались над Центрально-Азиатским гор- ным массивом в районе с координатами 45° с. ш. и 70° в. д. Для преимущественного выбора одного из рассмотренных вариантов необходимы угломерные (в азимутальной плоскости) измерения, которые в рамках про- веденных кампаний не были реализованы. Несмотря на неоднозначность выбора подхо- дящих аномальных траекторий, такие экспе- рименты в будущем возможно будет исполь- зовать для двухпозиционной диагностики областей ионосферы со значительными гори- зонтальными градиентами спорадического происхождения. 3.3. Девиации частоты сигналов на сверхдальней радиолинии во время СЗ В апреле 2004 г. было исследовано влияние крупномасштабного детерминированного ионосферного возмущения на характеристики КВ сигналов на трассе Иркутск – УАС. Воз- мущение было обусловлено СЗ, которое наблю- далось в южном полушарии 19 апреля 2004 г. с 11:30 до 14:38 UT. В процессе затмения су- щественным образом изменялись ионосфер- ные характеристики на протяженном участке прямой сверхдальней радиолинии Иркутск – УАС. По результатам модельного прогноза и пробных измерений, проведенных 12 апреля (см. рис. 2), были выбраны две рабочие час- тоты. Более высокая частота (14.3 МГц) с меньшими потерями распространялась по пря- мой трассе, а более низкая (10.3 МГц) была близка к ОРЧ для обратной радиолинии. Ме- тодически одинаковые измерения проводились 18 – 20 апреля с 10:00 до 18:00 UT. Передат- чик в Иркутске работал 10-минутными сеан- сами (8 мин продолжалось излучение, 2 мин – пауза). Каждый нечетный сеанс излучалась частота 10.3 МГц, каждый четный – 14.3 МГц. На УАС осуществлялся синхронный прием и спектральный анализ в полосе 10 Гц с разре- шением 0.15 Гц и последующим некогерент- ным усреднением мгновенных спектров на интервале 1 мин. На рис. 7 точками показаны временные зависимости положения максиму- мов спектров принятых сигналов в частотной области (ДСЧ), зарегистрированные в тече- ние трех дней наблюдений с 18 по 20 апреля. Серый цвет соответствовал сигналу на часто- те 14.3 МГц, черный – 10.3 МГц. Для увели- чения наглядности изображения на рисунке показано частотное поведение только основ- ных энергонесущих составляющих спектра. Зависимость изменения ДСЧ сигналов от времени была объяснена следующим образом. В невозмущенные дни 18 и 20 апреля сдвиги частоты, вызванные прохождением восходно- го и заходного терминаторов и изменением условий освещенности на прямой и обратной трассах, начинались в одно и то же время около 13:00 UT. (Этот момент выделен на рис. 7 вертикальными линиями.) На большей части Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах 23Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 прямой трассы в этот момент наступала ночь, концентрация электронов уменьшалась, дей- ствующая высота отражений увеличивалась, и ДСЧ верхней частоты становился отрицатель- ным. На большей части обратной трассы в это время наступал день, наблюдались обратные процессы: электронная концентрация увеличи- валась, а действующая высота отражений уменьшалась, и ДСЧ на нижней частоте при- обретало положительное значение. В день СЗ 19 апреля на частоте 14.3 МГц (прямая трасса) наблюдалось заметное отличие в ре- гулярной вариации ДСЧ. Сигнал приобрел от- рицательный частотный сдвиг порядка 2 Гц в 12:30, соответствовавший начальной фазе СЗ. Сдвиг вызван более ранним уменьшением ионизации на части прямой трассы, чем в не- возмущенные дни, и как следствие увеличе- нием высоты отражения сигнала (эффектив- ным удлинением трассы). Вариаций средней мощности принятого сигнала в возмущенных и невозмущенных условиях на фоне флуктуа- ций и внешних шумов выявлено не было. По- ведение спектральных максимумов сигнала, распространяющегося по обратной трассе, на которой затмение не наблюдалось, 19 апреля оставалось таким же, как в невозмущенные дни, и положительное ДСЧ наблюдалось с 13:00 UT. Выводы В результате проведения нескольких изме- рительных кампаний на контрольных радиоли- ниях средней и большой протяженности мож- но сформулировать ряд выводов. 1. Исследования спектральных характеристик пробных КВ сигналов в диапазоне 5 20÷ МГц показали, что зависимости амплитуды приня- тых сигналов на сверхдальних трассах Ир- кутск, Магадан, Норильск – УАС от времени суток и частоты при отсутствии магнитных возмущений качественно совпадают с модель- ным прогнозом, полученным в ИСЗФ СО РАН в рамках волноводного описания распростра- нения КВ с использованием международной справочной модели ионосферы IRI. В сред- Рис. 7. Временные зависимости частотного сдвига спектральных максимумов сигналов, связанных с СЗ, на трассе Иркутск – УАС 18-20.04.2004 г. С. Б. Кащеев и др. 24 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 нем знаки и величины ДСЧ сигналов на всех радиолиниях определялись временем суток и движением СТ. 2. Зависимости амплитуд сигналов от вре- мени и частоты на трассах средней протяжен- ности Иркутск, Магадан, Норильск – Харьков качественно хорошо объяснялись моделью скачкового распространения КВ сигналов. Частотный сдвиг сигналов положителен во время роста электронной плотности на высо- тах точки (точек) отражения и отрицателен во время ее уменьшения. 3. В среднем наблюдалась высокая корре- ляция временных зависимостей ДСЧ на раз- ных частотах в светлое время суток на экспе- риментальных трассах (значения варьирова- лись от 0.6 до 0.94). В то же время была от- мечена непропорциональность ДСЧ частоте пробного сигнала, что свидетельствовало о различных механизмах распространения сиг- налов на разнесенных частотах. 4. Регулярно регистрировалось прохождение сигналов по обратным трассам; эти сигналы были идентифицированы как во временной, так и в частотной областях. Время задержки им- пульсных сигналов и его флуктуации на обрат- ных трассах близки к результатам модельных расчетов, выполненных в ИСЗФ СО РАН в рамках волноводного описания распростра- нения КВ. 5. Исследовано поведение ДСЧ на сверх- дальней радиолинии Иркутск – УАС во время СЗ 19.04.2004 г. Зарегистрировано и объяснено отрицательное смещение частоты зондирую- щего сигнала. 6. На трассе средней протяженности Но- рильск – Харьков зарегистрированы аномаль- ные сигналы со значительным отклонением от дуги большого круга. Предложено две гипоте- тические возможности формирования таких сигналов: отражением от границ северного ПО или зоной повышенных ионосферных градиен- тов над горным массивом Центральной Азии. Исследования проведены в рамках НИР “Антипод”, которая поддержана специальным грантом НАН Украины и СО РАН (постанов- ление Президиума НАН Украины № 160 от 21.03.2006 г.). Литература 1. CD-disk. HFBC Schedule. International Telecommu- nication Union. Radio communication Bureau. 2. Davies K. Ionospheric Radio. – London (UK): P. Pereg- rinus Ltd., 1989. – 580 p. 3. Budden K. G. The propagation of radio waves. – Cambridges (UK): Cambridge University Press, 1985. – 542 p. 4. Modern Ionosondes / Reinisch B. W. / Modern Iono- spheric Science. Eds. H. Kohl, R. Ruster, K. Schlegel – Katlenburg-Lindau (FRG): EGS, 1996. – P. 440-458. 5. Goodman John M. Space Weather & Telecommuni- cations. – New York: Springer, 2005. 6. Галушко В. Г. О возможности частотно-углового зондирования ионосферы // Изв. вузов. Радиофи- зика. – 1991. – Т. 34, №7. – С. 850-853. 7. Galushko V. G. Frequency-and-angular sounding of the Ionosphere // Telecommunications and Radio En- gineering. – 1997. – Vol. 51, No.6-7. – P. 1-6. 8. Галушко В. Г., Литвиненко Г. В. Восстановление трехмерно-неоднородной структуры электронной концентрации ионосферы методом частотно-уг- лового зондирования // Радиофизика и радиоаст- рономия. – 2001. – Т. 6, №3. – С. 222-229. 9. Beley V. S., Galushko V. G. and Yampolski Y. M. Tra- veling ionospheric disturbaces diagnostics using HF signal trajectory parameter variations // Radio Scien- ce. – 1995. – Vol. 30, No. 6. – P. 1739-1752. 10. Zalizovski A. V., Galushko V. G., Kashcheyev A. S. et al. Doppler Selection of HF Radio signals on Long Paths //Geomagnetic and Aeronomy. – 2007. – Vol. 47, No. 5. – P. 636-646. 11. Зализовский А. В., Кащеев С. Б., Ямпольс- кий Ю. М., Галушко В. Г., Белей В. С., Айшем Б., Ритвелд М. Т., Ла Хоз С., Брекке А., Благовещенс- кая Н. Ф., Корниенко В. А. Спектральные особен- ности КВ сигнала нагревного стенда EISCAT в Ев- ропе и Антарктике // Радиофизика и радиоастро- номия. – 2004. – Т. 9, №3. – С. 261-273. 12. Алтынцева В. И., Ильин Н. В., Куркин В. И. и др. Моделирование декаметрового радиоканала на основе метода нормальных волн // Техника средств связи. Серия СС. – М.: Экос. – 1987, Вып. 5. – С. 28-34. 13. Пикулик И. И., Кащеев С. Б., Галушко В. Г., Ямпольский Ю. М. Приемный КВ комплекс для частотно-углового зондирования ионосферных возмущений в Антарктиде. // Український антарк- тичний журнал. – 2003. №1. – C. 61-69. 14. Месячный прогноз максимальных примени- мых частот (МПЧ). Декабрь 2006. – М: Гидроме- теоиздат, 2006. – 48 c. Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах 25Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №1 Експериментальні дослідження спектральних характеристик КХ сигналів на довгих та наддовгих трасах С. Б. Кащеєв, О. В. Колосков, А. В. Залізовський, В. Г. Галушко, І. І. Пікулик, Ю. М. Ямпольський, В. І. Куркін, Г. І. Литовкін, О. І. Орлов, П. В. Петько Наводяться результати досліджень залеж- ностей спектральних характеристик КХ сиг- налів від часу доби та частоти на трасах дов- жиною від 3.5 до 19 тис. км, одержані у різні сезони. Показано, що зміни амплітуди отрима- ного сигналу та оптимальної робочої частоти на наддовгих трасах за відсутності магнітних збурень якісно збігаються з прогнозом, отри- маним у межах хвильового підходу (методу нормальних хвиль) до опису поширення КХ з використанням міжнародної довідкової мо- делі іоносфери IRI. Проаналізовано вплив гло- бальних іоносферних збурень, зумовлених термінатором та затемненням Сонця, на доп- плерівський зсув і амплітуду спектральних максимумів прийнятого сигналу. Показано можливість допплерівської селекції прямого та зворотного сигналів на контрольних радіо- лініях середньої та великої довжини. Experimental Investigation of Spectral Characteristics of HF Signals at Long- and Ultra-Long-Range Radio Paths S. B. Kascheev, A. V. Koloskov, A. V. Zalizovski, V. G. Galushko, I. I. Pikulik, Y. M. Yampolski, V. I. Kurkin, G. I. Litovkin, A. I. Orlov, and P. V. Petko The research results of the time of the day on frequency dependencies of the spectral charac- teristics of HF signals at radio paths from 3,500 to 19,000 km are presented for different seasons of the year. It is shown that the amplitude and optimum working frequency dependencies at ultra-long-range radio paths are in compliance with the predicted results for quiet geomagnetic conditions. The predictions are made in terms of the wave theory of HF wave propagation (modal- analysis method) using the IRI model. The influ- ence of the global ionospheric irregularities in- duced by solar terminator and solar eclipse on the Doppler frequency and the amplitude of the spectral peak is analyzed. The possibility of di- rect and return signal’s discrimination using the Doppler technique for long- and ultra-long-range radio paths is shown.

Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах

Репозитарії

Схожі ресурси