Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала
Актуальность работы обусловлена необходимостью исследования физических эффектов, сопровождающих процессы в магнитосфере и ионосфере. Для наблюдений использовался доплеровскип ВЧ радар вертикального зондирования. Для обработки данных применялся спектральный анализ биений в режиме доплеровской фильтра...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Радиофизика и радиоастрономия |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Радіоастрономічний інститут НАН України
2014
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100335 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала / В.Ф. Пушин, Л.Ф. Черногор // Радиофизика и радиоастрономия. — 2014. — Т. 19, № 2. — С. 160-169. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859744022432579584 |
|---|---|
| author | Пушин, В.Ф. Черногор, Л.Ф. |
| author_facet | Пушин, В.Ф. Черногор, Л.Ф. |
| citation_txt | Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала / В.Ф. Пушин, Л.Ф. Черногор // Радиофизика и радиоастрономия. — 2014. — Т. 19, № 2. — С. 160-169. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Радиофизика и радиоастрономия |
| description | Актуальность работы обусловлена необходимостью исследования физических эффектов, сопровождающих процессы в магнитосфере и ионосфере. Для наблюдений использовался доплеровскип ВЧ радар вертикального зондирования. Для обработки данных применялся спектральный анализ биений в режиме доплеровской фильтрации для обнаружения акустических волн. Спектральный анализ использовался также для выделения колебаний в диапазоне частот 1 - 12 Гц (электромагнитные УНЧ волны). Методика обработки проверялась путем численного эксперимента. Экспериментально установлено, что в дневное время наблюдаются УНЧ волны с частотой 1,5 Гц.
Topicality of this work is due to the necessity of studying the physical effects associated with the processes in the magnetosphere and the ionosphere. The HF Doppler radar of vertical sounding is used for observations. The spectral analysis of the beat mode for detecting the Doppler filtering of acoustic waves is used for data processing. Spectral analysis is also used to select oscillations in the frequency range of 1−12 Hz (ULF electromagnetic waves). Processing technique was verified by the numerical experiment. ULF waves are experimentally established to be observed in the daytime with a frequency of 1.5 Hz.
|
| first_indexed | 2025-12-01T19:37:50Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014160
. 2014, . 19, 2, c. 160–169
© . . , . . , 2014
. . , . .
. .
. , 4, . , 61022,
E-mail:Leonid.F.Chernogor.@univer.kharkov.ua
ÑÏÅÊÒÐÀËÜÍÛÉ ÀÍÀËÈÇ ÁÈÅÍÈÉ ÎÏÎÐÍÎÃÎ ÑÈÃÍÀËÀ
È ÎÒÐÀÆÅÍÍÎÃÎ ÎÒ ÈÎÍÎÑÔÅÐÛ Â× ÑÈÃÍÀËÀ
,
. .
-
.
1 12÷ ( ). . -
, 1.5 .
: , , , ,
,
550.388
1. Ââåäåíèå
F2 ( 100 300z ≈ ÷ ) -
( )
1.5 15÷ -
-
[1].
– -
. -
. -
-
, -
. ,
– – -
– -
,
, . .
. . -
-
.
, -
-
( -
, , ,
, -
. .).
-
-
-
, ,
[2–4] ( ) -
[5–7] -
.
2. Ñðåäñòâà äèàãíîñòèêè
-
-
. -
. ( )
. . -
, : 49 38′° c. ., 36 20′° . .
:
1 24f = ÷ , -
– 1 , -
500τ ≈ , -
– 100 ,
– 10 .
10 .
-
1 10G ≈ ÷
.
-
/ q 5 610 10 .÷
q 1 2÷
. -
, - -
,
ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014 161
.
-
.
-
6–31
( 1 )
101.5 10−⋅ ( -
– 4(4.5 6) 10−÷ ⋅ ).
-
1–69,
-
1110 .−
17 .
-
, -
3.2 4.2 .
-
2 75cτ ≈ ( –
). -
75zΔ =
75 450z′ = ÷
( 1–5 -
). -
-
, -
.
3. Ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññà áèåíèé
3.1. Îáùèå ñîîòíîøåíèÿ
[1] -
, ,
M -
1
cos( ).
M
i i
i
s A t
=
= ω − ϕ∑
[8]
cos( ),s A t= ω − ϕ
2 1
1 1
1
sin
cos( ), tg .
cos
M
i iM M
i
i j i j M
i j
i i
i
A
A A A
A
=
= =
=
ϕ
= ϕ − ϕ ϕ =
ϕ
∑
∑∑
∑
,
-
, , . .
1 , 2, 3, ..., .iA A i M=
1 1
2
cos( ).
M
i i
i
A A A
=
≈ + ϕ − ϕ∑ (1)
-
F-
( 50 % )
. 1A
-
, 2A – ,
.
-
-
. -
1 2 ( ) ( ),t tϕ − ϕ = Φ + θ (2)
( )tΦ – , ( )tθ –
, -
.
-
.
. -
,
“ ”
d
.
dt
Φω =
(1) (2)
( )1 2( ) cos ( ) ( ) .A t A A t t= + Φ + θ
, -
, -
sdt -
.tdt
. (2).
162 ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014
. . , . .
-
,tdt -
.c tdtτ
-
0( ) cos( ),t a tΦ = Ω + ψ
a – ; 2 ,tdTΩ = π tdT –
;
0ψ – . 1A 1A
. -
, ( )tθ
2
2
1 ( )
( ) exp ,
22
w
⎛ ⎞θ − θθ = −⎜ ⎟σπσ ⎝ ⎠
θ – ,
2σ – . -
, -
.tdT
-
( ).A t
210 .
3.2. Ñëó÷àé “ìåäëåííûõ” ïðîöåññîâ
,
.tdT T
“ ”. ,
[0, ]T
( ) (0) (0),t tΦ ≈ ω + Φ
0(0) 2 sin ,tda Tω = − π ψ 0(0) cos .Φ = ψ
(0) (2 )df = ω π -
( ) -
. ( )A t
[0, ]T
( )1 2( ) cos 2 (0) ( ) .dA t A A f t t≈ + π + Φ + θ
-
M .
( 1)n − -
, . ( . . 1)a σ >
,dif 0, 1, ..., 1,i n= −
:
0
2
sin .di
td td
a if T
T T
⎛ ⎞π= − + ψ⎜ ⎟
⎝ ⎠
tdT -
.
, -
.
-
-
.
-
-
[2, 9]. -
: -
( )
( ( )).
-
. -
5
. , -
, ,
5 . 1T ≤ . -
, -
.df
, -
, -
-
( ) [10].
-
0.fΔ -
0.1tΔ = c 0 1fΔ = – -
, -
.
( ),iA A i t= Δ 0, 1, ..., 1,i N= − N, 2 ,qN =
– 1(2 1).q− + 9.q =
512,N = 0.1 51.1 c.T =
fΔ =
1 0.02T ≈ .
[10].
. 1, – -
S
0.1df =
-
( 1, 1.5, 3).σ =
. 2 -
ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014 163
. 1. 0.1df = -
: – 1,σ = – 1.5,σ = – 3σ =
. 2.
164 ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014
. . , . .
10,a = 2tdT =
20T = , 30 .
3.3. Ñëó÷àé “áûñòðûõ” ïðîöåññîâ
, .tdT T≤ -
“ ”. -
( )tΦ -
.
( )A t
1 2 1 2 2( ) ( )cos ( )sin ,A t A A F t A F t= + θ − θ (3)
1( ),F t 2 ( )F t – -
. 1a 1,F 2F
2.a (3)
( )2
1 2( ) 1 4 cos ( ) sin ( )cos( )A t A A a t a t t⎡≈ + − θ − θ Ω −⎣
( ) ( )2 34 cos ( )cos(2 ) 3! .a t t O a⎤− θ Ω +⎦ (4)
-
max
.eNΔ
, -
. -
, 2, [9].
, tdT
. ~ ,d tdf a T
, tdT
.df
(4) , -
. 0.1tΔ = -
( ) 5Nf = . -
tdT -
, . .
/ .
, , ,
0.1,a = 1a σ = 1tdT = -
tdT
,θ 4,θ = π 2θ = π tdT
1 3.a σ ≥ θ 2π
3 2π (4)
.
3.4. Ñëó÷àé “áûñòðûõ”
è “ìåäëåííûõ” ïðîöåññîâ
,
“ ” “ ” -
. ( )A t -
1 2( ) cos( )A t A A t⎡ ′≈ + θ − ω −⎣
( ) ( )(2 cos sin( ) sin( )a t t− +− θ ω + ω +
( ))sin cos( ) cos( ) ,t t− + ⎤+ θ ω + ω ⎦ (5)
,± ′ω = ω + Ω 0 ,d′ω = ω + Δω 0 02 .fΔω = πΔ
(5) , -
.±ω -
-
2 .f = Ω π -
2c Nf f= 0 2.Nf fΔ = -
, [0, ],Nf f± ∈
0( )df fΔ +
0( ).df f f f+= − Δ +
f± f df -
-
[0, ].Nf -
f
:
0( ),df f f f− = − Δ + *
02 ( ) ,N df f f f f+ = − Δ + −
(6)
.
df f±
df− -
0( ).df fΔ + -
f
-
. (6) ,
1
,
2
Nf f f f− += ± −
. . f -
. f f±
-
Nf .cf
ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014 165
*
02 ( ) .N df f f f f− = + Δ + − (7)
(7) ,
*
02 ( ) .N df f f f f−= + Δ + − (8)
(8) , -
cf
, 0.fΔ
, , 0df = , 0fΔ =
2.5 2f = . -
.
“ ” ,
-
,
[7],
0 2.5c df f f= Δ + =
b, 0.3 . . 3, -
. -
-
0.5 4.5 , .
[0, ],Nf .
. 3, -
6f = . . 3, 0,df =
. 3, 0.2df = − . ,
, 0df < -
. 3. 0 2.5fΔ = : – 0df = ,
2f = , – 0df = , 6f = , – 0.2df = − , 6f =
166 ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014
. . , . .
.df−
-
-
.
tdT
-
“ ” [1].
, ,
-
.
4. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà
, , -
. -
-
0 10÷ . 0.1tΔ = ,
0 2.5fΔ = .
. 1 -
*f
0.df =
2.5f <
,
7.5 2.5f> > -
,
12.5 7.5f> > -
“ ” -
( . 1 -
) .
-
, 22 2010 . (10:30:02 -
) -
3.2 4.2 .
. 4, ,
4.2 -
. -
4cf = 1 . -
0.2 .cb f=
. 5, ,
-
. -
-
,
1.5 . . 6, , -
3.2 . -
-
. ,
-
4.2
3.2 .
5. Îáñóæäåíèå
, 1.5 ,
, ,
,
[4]
,LF iω Ω
LFω – , iΩ – -
. 1100 300 c .i
−Ω = ÷
16 48iF = ÷ .
1.5
1, -
[6]. -
-
, -
. P 1 -
( )
[6, 11].
-
. 1 100÷
, -
, . .
-
( ., -
, [12, 13]).
1. f±±±±
∗f±±±±
f, ,f−
*,f− ,f+
*,f+
1 1.5 – 3.5 –
2 0.5 – 4.5 –
3 – 0.5 – 5.5 4.5
4 – 1.5 – 6.5 3.5
5 – 2.5 – 7.5 2.5
6 – 3.5 – 8.5 1.5
7 – 4.5 – 9.5 0.5
8 – 5.5 4.5 (10.5) –
9 – 6.5 3.5 (11.5) –
10 – 7.5 2.5 (12.5) –
11 – 8.5 1.5 (13.5) –
12 – 9.5 0.5 (14.5) –
ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014 167
. 5. ( – 4.2 ): – -
4 , – 0.8 ; – 1 ,
– 0.2
. 4. ( – 4.2 ): – -
4 , – 0.8 ; – 1 ,
– 0.2
168 ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014
. . , . .
6. Âûâîäû
,
-
.
1. -
~ 0.1df
-
1.5.σ ≤
2.
20 ,
-
210 .
3. -
0 12.5÷ (
0.1 ).
. . -
.
01. . . -
. – .: , 1982. –
198 .
02. . . . –
.: , 1974. – 255 .
03. Davies K. Ionospheric radio. – London: Peter Peregrinus
Ltd., 1990. – 590 p.
04. Schunk R. W. and Nagy A. F. Ionospheres: Physics, Plas-
ma Physics, and Chemistry, Atmospheric and Space
Science Series. – Cambridge: Cambridge University Press,
2000. – 554 p.
05. . .
. – .: , 1967. – 683 .
06. A. . –
.: , 1980. – 390 .
07. Alperovich L. S. and Fedorov E. N. Hydromagnetic Wa-
ves in Magnetosphere and Ionosphere, Series: Astrophy-
sics and Space Science Library, Vol. 353. – Springer
Netherlands, 2007. – 418 p.
08. . . .– .: ,
2008. – 656 .
09. . . -
( ) // . . . –
1999. – . 1, 42. – C. 3–25.
10. ., .
. – .: , 1982. – 428 .
11. . ., . ., . . -
. –
.: , 1984. – 392 .
12. Artru J., Farges T., and Longnonné Ph. Acoustic wa-
ves generated from seismic surface waves: propaga-
tion properties determined from Doppler sounding ob-
. 6. ( – 3.2 ): – -
4 , – 0.8 ; – 1 ,
– 0.2
ISSN 1027-9636. . . 19, 2, 2014 169
servations and normal-mode modeling // Geophys. J.
Int. – 2004. – Vol. 158. – P. 1067–1077.
13. Liu J. Y., Tsai Y. B., Chen S. W., Lee C. P., Chen Y. C.,
Yen H. Y., and Chang W. Y. Giant ionospheric disturban-
ces excited by the M9.3 Sumatra earthquake of 26
December 2004 // Geophys. Res. Lett. – 2006. – Vol. 33,
Is. 2. – id. L02103.
. . , . .
. . ,
. , 4, . , 61022,
-
, -
. -
.
-
. -
1 12÷ ( -
).
. -
, -
1.5 .
V. F. Pushin and L. F. Chernogor
V. Kazarin National University of Kharkiv
4, Svoboda Sq, Kharkiv, 61022, Ukraine
SPECTRAL ANALYSIS OF REFERENCE SIGNAL
AND OF HF SIGNAL REFLECTED
FROM THE IONOSPHERE BEATS
Topicality of this work is due to the necessity of studying the
physical effects associated with the processes in the magneto-
sphere and the ionosphere. The HF Doppler radar of vertical
sounding is used for observations. The spectral analysis of the
beat mode for detecting the Doppler filtering of acoustic waves
is used for data processing. Spectral analysis is also used to
select oscillations in the frequency range of 1 12− Hz (ULF
electromagnetic waves). Processing technique was verified by
the numerical experiment. ULF waves are experimentally estab-
lished to be observed in the daytime with a frequency of 1.5 Hz.
14.01.2014
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-100335 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1027-9636 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T19:37:50Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Радіоастрономічний інститут НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Пушин, В.Ф. Черногор, Л.Ф. 2016-05-19T20:22:38Z 2016-05-19T20:22:38Z 2014 Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала / В.Ф. Пушин, Л.Ф. Черногор // Радиофизика и радиоастрономия. — 2014. — Т. 19, № 2. — С. 160-169. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100335 550.388 Актуальность работы обусловлена необходимостью исследования физических эффектов, сопровождающих процессы в магнитосфере и ионосфере. Для наблюдений использовался доплеровскип ВЧ радар вертикального зондирования. Для обработки данных применялся спектральный анализ биений в режиме доплеровской фильтрации для обнаружения акустических волн. Спектральный анализ использовался также для выделения колебаний в диапазоне частот 1 - 12 Гц (электромагнитные УНЧ волны). Методика обработки проверялась путем численного эксперимента. Экспериментально установлено, что в дневное время наблюдаются УНЧ волны с частотой 1,5 Гц. Topicality of this work is due to the necessity of studying the physical effects associated with the processes in the magnetosphere and the ionosphere. The HF Doppler radar of vertical sounding is used for observations. The spectral analysis of the beat mode for detecting the Doppler filtering of acoustic waves is used for data processing. Spectral analysis is also used to select oscillations in the frequency range of 1−12 Hz (ULF electromagnetic waves). Processing technique was verified by the numerical experiment. ULF waves are experimentally established to be observed in the daytime with a frequency of 1.5 Hz. ru Радіоастрономічний інститут НАН України Радиофизика и радиоастрономия Радиофизика геокосмоса Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала Spectral Analysis of Reference Signal and of HF Signal Reflected from the Ionosphere Beats Article published earlier |
| spellingShingle | Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала Пушин, В.Ф. Черногор, Л.Ф. Радиофизика геокосмоса |
| title | Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала |
| title_alt | Spectral Analysis of Reference Signal and of HF Signal Reflected from the Ionosphere Beats |
| title_full | Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала |
| title_fullStr | Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала |
| title_full_unstemmed | Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала |
| title_short | Спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы ВЧ сигнала |
| title_sort | спектральный анализ биений опорного сигнала и отраженного от ионосферы вч сигнала |
| topic | Радиофизика геокосмоса |
| topic_facet | Радиофизика геокосмоса |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100335 |
| work_keys_str_mv | AT pušinvf spektralʹnyianalizbieniiopornogosignalaiotražennogootionosferyvčsignala AT černogorlf spektralʹnyianalizbieniiopornogosignalaiotražennogootionosferyvčsignala AT pušinvf spectralanalysisofreferencesignalandofhfsignalreflectedfromtheionospherebeats AT černogorlf spectralanalysisofreferencesignalandofhfsignalreflectedfromtheionospherebeats |