Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы
Приведены результаты статистического анализа временных вариаций доплеровских спектров (ДС) радиосигналов на вертикальных трассах. Для зондирования ионосферы использовался доплеровский радар ВЧ диапазона. Анализ ДС проведен для дня солнечного затмения 1 августа 2008 г. и фоновых дней. Оценены с...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Радиофизика и радиоастрономия |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Радіоастрономічний інститут НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60091 |
| 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: | Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы / С.В. Панасенко, Л.Ф. Черногор // Радиофизика и радиоастрономия. — 2010. — Т. 15, № 1. — С. 24–38. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859587996572975104 |
|---|---|
| author | Панасенко, С.В. Черногор, Л.Ф. |
| author_facet | Панасенко, С.В. Черногор, Л.Ф. |
| citation_txt | Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы / С.В. Панасенко, Л.Ф. Черногор // Радиофизика и радиоастрономия. — 2010. — Т. 15, № 1. — С. 24–38. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Радиофизика и радиоастрономия |
| description | Приведены результаты статистического анализа временных вариаций доплеровских спектров
(ДС) радиосигналов на вертикальных трассах. Для зондирования ионосферы использовался
доплеровский радар ВЧ диапазона. Анализ ДС проведен для дня солнечного затмения 1 августа
2008 г. и фоновых дней. Оценены статистические характеристики ДС и параметров турбулентной
ионосферы. Показано, что затмение вызвало значительные возмущения в ионосфере.
Наводяться результати статистичного аналізу часових варіацій доплерівських спектрів
(ДС) радіосигналів на вертикальних трасах.
Для зондування іоносфери використовувався
доплерівський радар ВЧ діапазону. Аналіз ДС
виконувався для дня сонячного затемнення
1 серпня 2008 р. і фонових днів. Оцінено статистичні характеристики ДС і параметри турбулентної іоносфери. Показано, що затемнення викликало значні збурення в іоносфері.
The statistical analysis results of Doppler spectra (DS) time variations of radio signals at vertical
incidence are shown. HF Doppler radar is used
for ionosphere probing. The DS analysis is carried out for the day of solar eclipse, August 1,
2008, and days without eclipse. The statistical
characteristics of DSs and parameters of turbulence ionosphere are estimated. The eclipse is
shown to cause considerable disturbances in the
ionosphere.
|
| first_indexed | 2025-11-27T12:26:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1, с. 24-38
© С. В. Панасенко, Л. Ф. Черногор, 2010
УДК 550.388
Статистические характеристики доплеровских спектров
радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной
ионосферы
С. В. Панасенко, Л. Ф. Черногор
Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина,
пл. Свободы,4, г. Харьков, 61077, Украина
E-mail: Leonid.F.Chernogor@univer.kharkov.ua
Статья поступила в редакцию 7 мая 2009 г.
Приведены результаты статистического анализа временных вариаций доплеровских спектров
(ДС) радиосигналов на вертикальных трассах. Для зондирования ионосферы использовался
доплеровский радар ВЧ диапазона. Анализ ДС проведен для дня солнечного затмения 1 августа
2008 г. и фоновых дней. Оценены статистические характеристики ДС и параметров турбулентной
ионосферы. Показано, что затмение вызвало значительные возмущения в ионосфере.
Введение
Метод доплеровского зондирования (ДЗ)
относится к эффективным высокочувствитель-
ным методам исследования нестационарных
процессов в ионосфере [1]. Временное разре-
шение метода достигает 10 60÷ с. Высотное
разрешение зависит от количества рабочих
частот зондирующего сигнала и может состав-
лять 10 75÷ км.
Метод ДЗ успешно применялся для исследо-
вания естественно-возмущенной ионосферы,
а также ионосферы, возмущенной антропоген-
ными источниками (см., например, [2-12]). При
помощи этого метода установлено, что средняя
ионосфера (высота 100 300z ≈ ÷ км) редко
бывает спокойной. В ней, как правило, присут-
ствуют волновые возмущения (ВВ) с пе-
риодами 5 60T ≈ ÷ мин [4]. Часто наблю-
дается диффузный характер (эффект “рас-
сыпания”) доплеровских спектров (ДС) [4].
Обычно этот эффект вызывается рассеянием
зондирующей радиоволны случайными неодно-
родностями ионосферы. До настоящего вре-
мени диффузные ДС детально не анализиро-
вались. В то же время они несут информацию
об ионосферной турбулентности.
Целью настоящей работы является изло-
жение результатов статистического анализа
временных вариаций параметров ДС и оценок
параметров ионосферной турбулентности.
В качестве примера выбраны временные
вариации параметров ДС в день частного сол-
нечного затмения (СЗ) 1 августа 2008 г., а так-
же в соседние (фоновые) дни.
СЗ в месте расположение радиофизичес-
кой обсерватории (РФО) Харьковского нацио-
нального университета имени В. Н. Каразина
началось в 09:11, закончилось в 11:17 (здесь
и далее UT). Максимальная фаза СЗ состав-
ляла 0.42. Она наблюдалась в 10:15.
Состояние космической погоды анализи-
ровалось по временным вариациям плотнос-
тей потоков протонов и электронов, pH -ком-
поненты геомагнитного поля, а также индек-
сов авроральной и магнитной активности (АЕ,
pK и ).stD
Оказалось, что день СЗ 1 августа 2008 г.
и фоновые дни были спокойными. Это обстоя-
тельство существенно облегчало выделение
возмущений, связанных с затмением.
Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ...
25Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
Средства и методы
Доплеровский радар. Радар расположен
в РФО Харьковского национального универси-
тета имени В. Н. Каразина вблизи г. Харькова
(49 38′° c. ш., 36 20′° в. д.), Украина [4]. Ос-
новные параметры вертикально вверх излу-
чающего радиоимпульсы радара следующие:
диапазон частот 1 24f = ÷ МГц, импульсная
мощность радиопередающего устройства –
1 кВт, длительность импульса 500τ ≈ мкс,
частота повторения импульсов – 100 Гц, поло-
са пропускания фильтра радиоприемного уст-
ройства – 10 Гц. Антенная система представ-
ляет собой вертикальный ромб с коэффициен-
том усиления 1 10G ≈ ÷ в зависимости от
частоты волны. Отношение сигнал/помеха q
достигает 5 610 10 .÷ Радар сопряжен с персо-
нальным компьютером, образуя программно-
аппаратный комплекс, ведущий измерения и
предварительную обработку сигнала в реаль-
ном масштабе времени.
Высотная протяженность отраженного
сигнала существенно превышает величину
2 75cτ ≈ км (с – скорость света в вакууме).
Поэтому используется стробирование по вы-
соте с дискретностью 75zΔ = км в диапазоне
действующих высот 75 450z′ = ÷ км.
Комплексная амплитуда биений колебаний
опорного генератора и отраженного сигнала
в цифровом виде (частота опроса 10 Гц) запи-
сывается на жесткий диск, а затем при помощи
преобразования Фурье вычисляются ДС в диа-
пазоне возможных доплеровских сдвигов от
–2.5 до +2.5 Гц на интервале времени 60 c
(разрешение по частоте ~0.02 Гц).
Погрешность оценки доплеровского смеще-
ния частоты (ДСЧ) составляет 3(1.8 5.8) 10−÷ ⋅ Гц
при 3 210 10 .q = ÷
Для общего контроля состояния ионосферы
использовались данные стандартного ионозонда.
Ионозонд расположен в обсерватории рядом
с доплеровским радаром. Основные парамет-
ры ионозонда следующие: импульсная мощ-
ность – 10 кВт, длительность импульсов –
50 мкс, диапазон частот – 1 20÷ МГц, диапа-
зон исследуемых высот – 100 400÷ км.
Погрешность отсчета частоты на ионог-
раммах не хуже 0.1 МГц, а критической час-
тоты – 0.05 МГц.
Статистический анализ. Сигнал, предс-
тавляющий собой временную зависимость
ДСЧ ( )df t компонент ДС с наибольшей амп-
литудой, обрабатывался следующим образом.
Вначале вычислялся тренд на интервале ус-
реднения 40 мин с шагом 1 мин. Оказалось,
что такой тренд имеет короткопериодические
вариации, связанные с “просачиванием” вы-
сокочастотных гармоник через фильтр, которым
является скользящее среднее. Для устранения этих
вариаций полученный тренд дополнительно
усреднялся на интервале 20 мин с шагом
1 мин. Затем он вычитался из исходного сигнала.
Полученный после вычитания сигнал ( )df tΔ
снова подвергался усреднению на интервале
5 мин с шагом 1 мин. После этого анализиро-
вались разностный сигнал ( ) ( ) ( )d dt f t f tδ = Δ − Δ
и среднее квадратическое отклонение (СКО)
разностного сигнала ( ).tσ
Для сигнала ( )tδ рассчитывалась также
нормированная автокорреляционная функция
(АКФ) ( )ρ τ на интервале 30tδ = мин по из-
вестной формуле:
2
0
1( ) ( ) ( )d .
t
t t t
δ
ρ τ = δ δ − τ
σ ∫
Для отображения результатов спектраль-
ного анализа зависимости ( )df tΔ использовал-
ся графический формат, предложенный в ра-
ботах [11-13] и включающий анализируемый
сигнал, спектрограммы оконного преобразо-
вания Фурье (ОПФ) ,SP адаптивного преоб-
разования Фурье (АПФ) AP и вейвлет-преоб-
разования (ВП) на основе вейвлета Морле ,WP
определяемые из выражений
2
( ) ( )exp( )d ,SP s t g t i t t
∞
−∞
= − τ − ω∫
2
1 ( ) exp d ,A
t tP s t g i t
a a a
∞
−∞
⎡ ⎤− τ − τ⎛ ⎞ ⎛ ⎞= − πν⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎣ ⎦∫
2
*1 ( ) d ,W
tP s t t
a a
∞
−∞
− τ⎛ ⎞= ψ ⎜ ⎟⎝ ⎠∫
С. В. Панасенко, Л. Ф. Черногор
26 Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
а также энергограммы этих преобразований
( )d ,S SE P
∞
−∞
= τ τ∫ ( )d ,A AE P
∞
−∞
= τ τ∫
d .W WE P
∞
−∞
= τ∫
Здесь ( )s t – анализируемый сигнал; τ – сдвиг
по времени; 2 ,Tω = π T – период спектраль-
ной составляющей; a – параметр масштаби-
рования, определяющий ширину оконной функ-
ции; ( )g t – окно Хемминга, имеющее вид:
( ) 0.54 0.46cosπ ;g t t= + ν− коэффициент ( 0),ν >
равный числу периодов гармонической функ-
ции, укладывающихся на ширине ( )g t при
данном a; ( )2ψ( ) exp 2 cos5t t t= − – материнс-
кий вейвлет Морле. Символом “*” обозна-
чается комплексное сопряжение.
Более подробное описание графического
формата и используемых преобразований из-
ложено в работах [11-13].
Результаты анализа
Результаты измерений. Доплеровские
измерения 31 июля, 1 и 2 августа 2008 г. про-
ведены на частотах 3.2 и 4.2 МГц. В ходе СЗ
критическая частота уменьшалась до 4.0 МГц.
В результате этого радиоволна на большей
частоте проникала сквозь ионосферу и непре-
рывные доплеровские измерения оказались
невозможными. Опишем далее поведение ДС
на частоте 3.2f = МГц.
За день до СЗ временные вариации ДС были
следующими (рис. 1). До 08:30 спектры остава-
лись одномодовыми, флуктуации ДСЧ df были
незначительными (в пределах 0.1± Гц). После
08:30 ДС приобрели диффузный характер.
Диффузность усиливалась в интервале вре-
мени 09:40 – 11:10. Возникал эффект рассыпа-
ния ДС. Важно, что амплитуда биений при этом
изменялась слабо, отношение сигнал/помеха
оставалось достаточным для уверенной ре-
гистрации доплеровского эффекта. Ширина
“рассыпанных” спектров достигала 1 2÷ Гц
(в невозмущенных условиях она не превыша-
ла 0.1 Гц).
После 11:10 ДС уширялись незначительно
(до 0.2 0.4÷ Гц). В среднем в светлое время
суток 0.df ≈ После 11:40 в ионосфере эпизо-
дически возникали квазипериодические про-
цессы с квазипериодом 5 15T ≈ ÷ мин. Их
продолжительность составляла 20 60÷ мин.
Амплитуда 0.1 0.2daf ≈ ÷ Гц.
В дневное время 2 августа временные ва-
риации ДС были следующими (рис. 2). Сред-
нее значение ( ) 0.df t ≈ В интервале времени
08:25 – 08:50 наблюдался диффузный харак-
тер ДС. Ширина спектров увеличивалась
до 0.5 Гц.
С 10:10 до 11:10 имело место значительное
усиление диффузности (ширина ДС достигала
2 Гц). Уровень сигнала при этом оставался
практически неизменным, отношение сигна-
ла/помеха – большим.
Рис. 1. Временные вариации ДС на частоте
f 3.2= МГц 31 июля 2008 г.
Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ...
27Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
После 11:20 в ионосфере наблюдался ква-
зипериодический процесс с 10 15T ≈ ÷ мин.
Его продолжительность была не менее 60 мин
Примерно с 12:40 и до 14:10 имели место
значительные (и даже гигантские [4]) вариа-
ции ДСЧ. Значения ,df оставаясь отрицатель-
ными, при этом изменялись на 1 1.5÷ Гц
за время 10 15÷ мин. ДС носили скорее
диффузионный характер.
Следующие гигантские вариации ДСЧ на-
блюдались в интервале времени 15:25 – 15:40.
Значения df достигали –1.3 Гц в течение при-
мерно 15 мин.
В день СЗ поведение ДС было иным (рис. 3).
Примерно с 08:00 и до 09:00 имели место ква-
зипериодические вариации .df Величина ква-
зипериода составляла 4 6÷ и иногда 10 мин, а
амплитуда – около 0.05 Гц.
Примерно с 09:15 – 09:20 (т. е. после нача-
ла СЗ) амплитуда колебаний стала увеличи-
ваться от 0.2 до 0.3 Гц, значение квазиперио-
да было около 5 10÷ мин. Характер колеба-
ний существенно изменился после 09:41, при-
мерно через 30 мин после начала затмения.
Второй раз характер колебаний изменился
примерно в 10:15 – 10:19, в момент главной
фазы СЗ. В целом квазипериодический про-
цесс с амплитудой 0.15 0.20daf ≈ ÷ Гц имел
место в течение 90 мин, т. е. примерно до
11:00. После этого его амплитуда не превыша-
ла 0.05 Гц. В интервале времени 11:40 – 12:30
спектры стали носить диффузный характер.
После 13:30 ДС были преимущественно
одномодовыми, эпизодически они уширялись
примерно до 0.3 Гц.
Важно отметить, что в интервале времени
с 09:10 до 10:50 ДС приобретали диффузион-
ный характер, ширина спектров достигала
0.5 0.8÷ Гц.
Рис. 2. То же, что и на рис. 1, для 2 августа 2008 г.
Рис. 3. То же, что и на рис. 1, для 1 августа 2008 г.
С. В. Панасенко, Л. Ф. Черногор
28 Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
Добавим также, что с 09:11 до 10:00 эпизо-
дически появлялась мода с 0.4df ≈ − Гц, но
ее амплитуда и продолжительность были не-
большими, поэтому она часто “тонула” в диф-
фузном спектре. В целом же в интервале вре-
мени с 09:40 и до 10:50 преобладала мода с
0.3 0.4df ≈ ÷ Гц.
После 11:00 в среднем ( ) 0.df t ≈
Статистические характеристики ДС. Вре-
менная зависимость ДСЧ показана на рис. 4, а.
Ее особенности описаны выше. Рассмотрим
поведение тренда, показанного сплошной ли-
нией на рис. 4, б. В период времени с 08:20
до 08:48 значение dtf было близко к нулю.
Затем имело место его постепенное умень-
шение до минимального значения –0.04 Гц
в момент времени 09:15. Далее на протяже-
нии примерно 50 мин наблюдался рост функ-
ции ( ),dtf t которая достигла нуля в 09:32
и максимального значения около 0.13 Гц
в момент времени 10:03. Важно, что мини-
мальное значение тренда по абсолютной ве-
личине было примерно в три раза меньше его
максимального значения. На интервале вре-
мени 13:03 – 14:20 функция ( )dtf t убывала,
плавно приближаясь к нулю.
Рис. 4. Временные вариации ДСЧ df на частоте f 3.2= МГц 1 августа 2008 г. (а), неусредненного (штрихи)
и усредненного тренда dtf (б), разности ДСЧ и тренда dfΔ (в), усредненной разности dfΔ (г), разност-
ного сигнала δ (д) и СКО σ (е). Вертикальными линиями здесь и далее показаны моменты начала, главной
фазы и окончания СЗ
Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ...
29Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
Зависимость ( )df tΔ носила нестационар-
ный и, на первый взгляд, квазислучайный ха-
рактер (см. рис. 4, в). Лишь в интервале вре-
мени 09:30 – 10:30 можно увидеть квазиперио-
дический процесс с амплитудой около 0.3 Гц.
В остальное время вариации dfΔ обычно не
превышали 0.1± Гц.
В усредненном сигнале ( )df tΔ квазипе-
риодический процесс прослеживался более
четко (см. рис. 4, г). Стала возможной визуаль-
ная оценка его периода, который примерно рав-
нялся 10 мин, и амплитуды, которая с 09:40 до
10:12 составляла около 0.15 Гц, а в интервале
времени 10:12 – 10:45 была близка к 0.05 Гц.
Из рис. 4, д видно, что в разностном сигна-
ле ( )tδ в отдельные интервалы времени име-
ли место квазипериодические колебания про-
должительностью 30 60÷ мин. Максималь-
ные отклонения δ от нулевого значения со-
ставили +0.25 и –0.45 Гц.
СКО σ вначале было близко к 0.03 Гц (см.
рис. 4, е). Затем, постепенно увеличиваясь,
оно достигло максимального значения 0.15 Гц
в 09:48, после чего опять стало уменьшаться
и к концу интервала наблюдения стало рав-
ным 0.05 Гц.
Результаты корреляционного анализа.
Из рис. 5 видно, что интервал корреляции всех
АКФ по нулевому уровню был близок к 1 мин.
При временных сдвигах 2 3τ = ÷ мин наб-
людалась отрицательная корреляция, причем
значения ρ лежали в диапазоне от –0.7
Рис. 5. АКФ сигнала ( tδ ) 1 августа 2008 г. для различных интервалов времени
С. В. Панасенко, Л. Ф. Черногор
30 Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
до –0.3. После начала затмения через время
0 15tΔ = ÷ мин АКФ носила колебательный
характер, что указывает на наличие в ана-
лизируемом сигнале спектральной состав-
ляющей с периодом, близким к 5 мин. При
бóльших запаздываниях колебания АКФ были
нерегулярными и лишь при ,tΔ равном 45 мин,
вновь прослеживалось наличие колебательно-
го процесса с периодом около 5 мин.
Результаты спектрального анализа. При-
менение ОПФ, АПФ и ВП позволило произвес-
ти более точную время-периодную локализацию
спектральных составляющих ДСЧ ( ).df tΔ Как
видно из рис. 6, в анализируемом сигнале имели
место колебания с периодами T, равными 4 5,÷
9 12,÷ 20 22÷ мин, а также около 55 мин.
Процесс с 55T ≈ мин был существенно
ослаблен за счет вычитания тренда. Такое
колебание существовало всего около часа
с 09:00 до 10:00, таким образом его продолжи-
тельность примерно равнялась периоду.
Колебание с 20 22T = ÷ мин наблюдалось
в интервале времени 09:15 – 10:15, т. е. его
продолжительность составила около 3 .T Име-
ло место уменьшение периода и интенсив-
ности колебания с течением времени.
Продолжительность регистрации спектраль-
ной составляющей с 9 12T = ÷ мин также сос-
тавила около 1 ч (6 периодов). Колебание наб-
людалось с 09:45 до 10:45. И тоже имело место
уменьшение его интенсивности со временем.
Наконец, процесс с 4 5T = ÷ мин возникал
трижды в течение времени наблюдения. Ко-
лебание началось около 09:36 и длилось около
15 мин (3 периода). Второй раз оно наблюда-
лось в 10:10 – 10:20 (продолжительность –
около 2 периодов). Третий цуг колебания имел
место примерно через час после второго, его
продолжительность была близка к 10 мин.
Интенсивность этого колебания была сущест-
венно меньше интенсивностей колебаний, опи-
санных выше.
Следует отметить, что благодаря приме-
нению ОПФ удалось более точно определить
длительность спектральной составляющей
с 55T ≈ мин и периоды более высокочастот-
ных составляющих, в то время как АПФ дало
возможность установить продолжительность
колебаний с периодами 4 5,÷ 9 12÷ и 20 22÷
мин и период низкочастотной спектральной
составляющей. Применение ВП позволило
выявить тонкую структуру этих процессов.
Результаты расчетов
Основные соотношения. Для отражаю-
щейся от ионосферы радиоволны с частотой
3 4f ≈ ÷ МГц уровень амплитуды обыкновен-
ной компоненты существенно превышает уро-
вень амплитуды необыкновенной компоненты.
Для первой из них условие отражения имеет вид
,prf f= (1)
где ( )pr p rf f z= – плазменная частота на
высоте отражения .rz Основной вклад в ДСЧ
дает область высот, прилегающая к высоте
отражения радиоволны, где показатель пре-
ломления радиоволны n заметно отличается
от единицы.
Условие (1) совпадает с условием отраже-
ния радиоволны от негиротропной ионосферы.
Это позволяет в первом приближении не учи-
тывать наличие магнитного поля. На высотах
100z ≥ км также можно пренебречь влия-
нием соударений электронов с тяжелыми час-
тицами. При этом
2
2
21 .pf
n
f
= − (2)
Выражение для ДСЧ имеет вид [1]:
0
d2 d ,
d
rz
d
ff n z
c t
= − ∫ (3)
где rz и n в общем случае зависят от времени.
При движении области отражения со скоростью
v из (3) следует, что
2 ,df f
c
= − v (4)
где d d .rz t=v Если же изменяется во време-
ни n, то
Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ...
31Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
Рис. 6. Результаты спектрального анализа временных вариаций dfΔ 1 августа 2008 г.: а) – анализируе-
мый сигнал; б), в), г) – спектрограммы (в относительных единицах) соответственно ОПФ, АПФ и ВП
на основе вейвлета Морле сигнала; д), е), ж) – энергограммы (в относительных единицах) соответст-
венно для ОПФ, АПФ и ВП на основе вейвлета Морле сигнала
С. В. Панасенко, Л. Ф. Черногор
32 Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
0
2 d .
rz
d
f nf z
c t
∂= −
∂∫ (5)
При флуктуациях v из (4) получаем для СКО
ДСЧ следующее выражение:
2 ,f f
c
σσ = v (6)
где σv – СКО флуктуаций скорости движения
области отражения.
При наличии флуктуаций показателя пре-
ломления ниже области отражения радио-
волны с характерным временем τ для
n n
t t
∂ ∂Δ=
∂ ∂
получаем оценку
.
nn
t
Δ∂Δ ≈
∂ τ
(7)
Из (2) после статистического усреднения слу-
чайных флуктуаций nΔ и NΔ имеем
,
2n N
βσ = σ (8)
где 0 ,N N Nσ = σ 2( 1) ,n nβ = − Nσ – СКО
флуктуаций NΔ концентрации электронов N
в ионосфере.
С учетом (7), (8) из (5) получаем
2
2
0 00 0
( ) ( ) d d .
( ) ( )
r rz z
f
f N z N z z z
c N z N z
′ ′′Δ Δ⎛ ⎞ ′ ′′σ = β⎜ ⎟ ′ ′′τ⎝ ⎠ ∫ ∫ (9)
Здесь ,N eL Lβ = eL – эффективный масш-
таб, задаваемый следующим соотношением:
2
0
2
00
d ,
rz
p
e
f
L z
f n
= ∫
где индекс “0” относится к невозмущенным
параметрам среды, NL – характерный масш-
таб изменения 0.N Для линейного слоя 1.5.β =
При выводе (9) считалось, что характерный
масштаб изменения 0N NΔ существенно
меньше, чем характерный масштаб измене-
ния .β
При размере неоднородностей l, дающих
основной вклад в обратное рассеяние радио-
волн, и толщине слоя с неоднородностями
L l из (9) следует, что
.σ =β σ
τf N
f Ll
c
(10)
При обратном рассеянии радиоволн имеет
место закон Брегга. При этом
.
2
λ=l
Для 3.2=f МГц получаем 94λ ≈ м, 47≈l м.
Если исчезновение неоднородностей N
вызвано амбиполярной диффузией, то
2 2
2 ,
sin
τ = =
z
l l
D D I
где D – продольная по отношению к геомаг-
нитному полю компонента тензора амбиполяр-
ной диффузии, zD – ее вертикальная состав-
ляющая, 66.4≈ °I – наклонение геомагнитно-
го поля в РФО.
Если же время τ характеризует движение
неоднородностей в вертикальном направлении,
то интервал корреляции
.
v
τ =
σk
l (11)
Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ...
33Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
По vσ и l можно вычислить параметр,
имеющий смысл эффективного коэффициента
диффузии
2 .v v= σ = σ τe kD l (12)
При квазипериодических вариациях N
с периодом Т из соотношения (5) можно по-
лучить следующее уравнение для оценки
амплитуды δNm относительных вариаций
0 :δ = ΔN N N
2 ,πβ= δdm Nm
Lf f
cT
(13)
где dmf – амплитуда квазипериодических ва-
риаций ДСЧ; L – характерный масштаб, кото-
рый можно полагать равным меньшей
из двух величин eL или 2 ,H Н – приведенная
высота нейтральной атмосферы.
Параметры турбулентных процессов.
Примерно за 0.5 ч до СЗ 0.025σ ≈f Гц (см.
рис. 4). С 08:50 до 09:00 значение σ f выросло
от 0.025 до 0.05 Гц. Таким оно оставалось
в течение ближайших 15 мин. После 09:15 σ f
увеличивалось до максимального значения
max 0.15σ ≈f Гц, которое наблюдалось в ин-
тервале времени 09:45 – 09:56. Затем σ f в
течение часа уменьшалось от 0.15 до 0.05 Гц.
Результаты оценок статистических пара-
метров среды по соотношениям (6), (11) и (12)
приведены в табл. 1. Считалось, что 47≈l м.
Заметим, что расчет для дневной модели
ионосферы в условиях минимальной солнеч-
ной активности дает, что значения D, равные
21.3 10⋅ и 21.4 10⋅ м2/с, имеют место на высо-
тах около 115 и 122 км. Зондирующая волна
перед СЗ и в его главную фазу отражалась,
как показал анализ ионограмм, соответствен-
но вблизи высот 116 и 120 км.
Таким образом, флуктуации значения ДСЧ
вызваны, скорее всего, флуктуациями скорос-
ти движения высоты отражения в результате
образования и диффузионного расплывания
неоднородностей N.
Наряду с флуктуациями ДСЧ имело место
значительное (до 1 1.5÷ Гц) уширение ДС.
Рассмотрим это подробнее.
Уширение σ fs ДС также описывается соот-
ношением (10). Если в этом соотношении поло-
жить 7 27τ = τ = ÷k с, значение 57≈ ≈NL L км
(L – характерный масштаб изменения ( ),N z
который определен из анализа ионограмм)
и 0.03 0.10,σ = ÷N получим, что при 1.3β = (вы-
числено по профилю ( ))N z 0.03 1σ ≈ ÷fs Гц.
Верхнее значение σ fs близко к наблюдае-
мому, однако оно имеет место лишь при дос-
таточно сильной ( 0.1)σ =N неоднородной
структуре и малых 7τ ≈k c, т. е. больших зна-
чениях ,σ f равных 0.15 Гц.
Более правдоподобным механизмом уши-
рения ДС в этом эксперименте является рас-
сеяние зондирующей радиоволны на неодно-
родностях N в пределах слоя sE (он наблю-
дался в дневное время 1 и 2 августа 2008 г.).
Слой sE находится на высоте 100≈z км, где
могла быть существенной турбулентная диф-
фузия. Известно, что коэффициент турбулент-
ной диффузии tD здесь может составить
3 45 10 10⋅ ÷ м2/с [14]. Тогда для 47≈l м вели-
чина 2 0.22 0.44τ = ≈ ÷t tl D с. Полагая, как и
в предыдущем случае, 0.03 0.10,σ = ÷N при
1≈L км, 1.3,β = 0.22 0.44τ ≈ ÷t c, получим,
что 0.2 1.4σ ≈ ÷fs Гц. Большее значение
1.4fsσ ≈ Гц близко к наблюдаемому. Оно
имеет место при 410≈tD м2/с и 0.1.σ ≈N
Параметры квазипериодических процессов.
В период СЗ были ярко выражены три ква-
зипериодических процесса: с 4 5≈ ÷T мин
и 0.1 0.2≈ ÷dmf Гц , 9 12≈ ÷T мин и
0.2 0.3≈ ÷dmf Гц, а также 20 22≈ ÷T мин и
0.1 0.2≈ ÷dmf Гц. Из соотношения (13) сле-
дует, что этим колебаниям соответствуют
значения ,δNm равные 1.7 3.4,÷ 6.8 10.2÷ и
6.8 13.6 %.÷
Таблица 1. Статистические характеристики
параметров среды
, Гцfσ 0.025 0.05 0.075 0.10 0.15
, м/сσv 1.18 2.35 3.5 4.7 7.0
, ckτ 26.8 20 13.4 10 6.7
2, м /сDe 55 21 1 10. ⋅ 21 65 10. ⋅ 22 2 10. ⋅ 23 3 10. ⋅
С. В. Панасенко, Л. Ф. Черногор
34 Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
Параметры квазирегулярных процессов.
Квазирегулярный процесс описывается трен-
дом ( )dtf t (см. рис. 4, б). Используя выра-
жения (2), (5) и (7), легко показать, что изме-
нению ДСЧ от –0.05 до 0.15 Гц соответствует
относительное изменение N, даваемое сле-
дующим соотношением:
min
,dt
c
fL Nf
c N
ΔΔ =β
τ
где 57≈ ≈NL L км, cτ – характерное время
изменения N. Определив 45cτ ≈ мин из
рис. 4, б, получим, что min 0.7,Δ ≈N N тогда
min 1.7.≈N N Такие значения minN N нельзя
объяснить открыванием диска Солнца после
окончания СЗ. Кроме того, максимальные зна-
чения dtf наблюдались еще на стадии пок-
рытия диска Солнца. Естественно предполо-
жить, что появился дополнительный источ-
ник увеличения N.
Обсуждение
После начала СЗ 1 августа 2008 г. ДС но-
сили диффузный характер. Поскольку отноше-
ние сигнал/помеха было значительно больше
единицы, диффузный характер ДС можно
объяснить влиянием турбулентной структуры
ионосферы. Оцененные параметры этой струк-
туры ( , , , )k e NDσ τ σv близки к тем, что опи-
саны в литературе.
В течение первых 20 мин 0.05≈ −df Гц.
С 09:40 значение df становится положитель-
ным. С 10:00 и до 11:00 значение df изменя-
лось от 0.15 до 0 Гц. На усредненный ход ДСЧ
накладывался квазипериодический процесс
общей длительностью 70 75Δ ≈ ÷T мин, сред-
нее значение 0.2≈daf Гц.
Важно, что 1 августа 2008 г. зависимость
( )df t также была асимметричной относитель-
но момента времени наступления главной фазы
затмения .et Кроме того, значения 0>df на-
блюдались как до момента ,et так и после
него. Это означает, что область отражения дви-
галась вниз не только в ходе открывания дис-
ка, но и при его покрытии (после 09:10). При-
чиной такого поведения ( )df t могло быть
увеличение концентрации электронов в тече-
ние фазы покрытия и фазы открывания диска
Солнца.
Возможность высыпания электронов.
Механизм увеличения N через 20 мин после
начала СЗ не очень понятен. Он может быть
связан с высыпанием “мягких” электронов
из радиационного пояса.
СЗ, являясь высокоэнергетическим источ-
ником возмущений в атмосфере и геокосмосе,
способно привести к уменьшению “попереч-
ной” энергии частиц радиационного пояса
на 1 10÷ кэВ и вызвать высыпание частиц
с широким спектром энергией (от ~0.1 до
100 кэВ) [15].
Возможность высыпания электронов с энер-
гиями 40 80÷ кэВ обсуждается в работе [15].
Разумеется, спектр электронов не является
моноэнергетическим. В потоке частиц могут
присутствовать и электроны с энергиями
~ 0.1 1ε ÷e кэВ. Они приводят к дополнитель-
ной ионизации соответственно нижней части
F- и Е-области.
Результаты оценки ожидаемых эффектов
приведены в табл. 2. Расчеты производились
по методике, описанной в [15]. При этом счита-
лось, что 13
0 2 10−α ≈ α ≈ ⋅ м3/с, min 1.7=N N
(см. выше), диаметр затененной области
4000≈eD км, продолжительность затмения
по всему земному шару 4.5Δ ≈et ч.
В табл. 2 приведены результаты оценок
плотности потока электронов р, плотности по-
тока энергии П, мощность Р высыпающихся
на площади 2 4= πe eS D частиц и суммарная
энергия этих частиц .= Δ eE P t Перечисленные
параметры имеют разумные значения, что сви-
детельствует в пользу гипотезы о дополни-
тельной ионизации потоком высыпающихся
“мягких” электронов.
Волновой отклик ионосферы. Метод
ДЗ показал наличие ВВ в ионосфере в день
СЗ. Волновые процессы с 4 5T = ÷ мин и
9 12T = ÷ мин заметно усилились примерно
через 25 и 34 мин соответственно. Учтем, что
ДСЧ пропорционально производной от ( ),N t
а следовательно, опережает по фазе примерно
на 4 2.5≈T мин при ( 10≈T мин) колебание
( ).N t Это означает, что квазипериодический
процесс усилился примерно через 33 мин пос-
ле начала СЗ.
Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ...
35Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
Вяйсяля на высотах мезосферы (60 100÷ км).
Возможность того, что колебания парамет-
ров среды на этих высотах модулировали
ДСЧ, представляется маловероятной. Дело
в том, что амплитуда ДСЧ при этом была бы
крайне незначительной из-за малости отно-
шения 2 2
pf f вдали от области отражения
радиоволн.
Более правдоподобной причиной являет-
ся распространение инфразвуковых волн с
4 5≈ ÷T мин вблизи высоты отражения ра-
диоволны.
Судя по периодам ВВ мы наблюдали ионос-
ферные проявления инфразвука ( 4 5≈ ÷T мин)
и ВГВ ( 9 12≈ ÷T мин, 20 22≈ ÷T мин), кото-
рые генерировались в термосфере в резуль-
тате перемещения охлажденной в пределах
лунной тени области термосферы.
ВГВ, вызванные затмениями, предсказаны
в [16] и наблюдались ранее рядом авторов
(см., например, [2, 17-21]. В то же время авто-
ры работ [22-25] ВГВ не обнаружили. Поэтому
исследование ВВ, генерируемых СЗ, остается
актуальной задачей. Наши результаты, похоже,
свидетельствуют в пользу генерации ВВ зат-
мениями.
Мы, в отличие от авторов работы [16], счи-
таем, что инфразвук и ВГВ могут генериро-
ваться не сверхзвуковым движением области
тени, а перепадом температур в области тени
и вне ее.
11 августа 1999 г. заметное усиление ВВ
тоже началось примерно через 35 мин после
начала СЗ. Максимальная его амплитуда на-
блюдалась через 45 мин после этого момен-
та [5].
Таким образом, квазипериодический про-
цесс генерируется примерно через 30 35÷ мин
после первого визуального контакта небесных
тел. Практически в этот же момент времени
производная от освещенности атмосферы дос-
тигает максимального значения. Это обстоя-
тельство позволяет предположить, что квази-
периодический процесс генерируется над мес-
том наблюдения.
Обсудим значения периодов колебаний, ко-
торые наблюдались методом ДЗ (около 4 5,÷
9 12÷ и 20 22÷ мин, а также широкополосный
процесс с 60 100≈ ÷T мин).
Метод ДЗ более чувствителен при прочих
равных условиях к быстро протекающим про-
цессам. В соответствии с соотношением (13)
к бóльшим ДСЧ приводят колебания с мень-
шими периодами. Минимальный период
внутренних гравитационных волн (ВГВ) в атмо-
сфере на высотах 100 150÷ км примерно равен
периоду Брента–Вяйсяля, который близок к
10 мин. Это обстоятельство объясняет, поче-
му в вариациях ДСЧ преобладают периоды
9 12≈ ÷T мин. Колебания с 20 22≈ ÷T мин
возможно являются второй гармоникой. Пе-
риод 4 5÷ мин близок к периоду Брента–
Таблица 2. Основные параметры высыпающихся электронов и производимой ими ионизации
z, км 120 130 140 150 160 170 180
11 3
0 10 , мN − −⋅ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.8 2.3 2.8
9 3 110 , м сeoq − − −⋅ ⋅ 2.0 2.4 2.9 3.4 6.5 10.6 15.7
9 3 110 , м сeq − − −⋅ ⋅ 5.8 6.9 8.4 9.8 18.8 30.6 45.3
9 3 110 , м сeq − − −Δ ⋅ ⋅ 3.8 4.5 5.5 6.4 12.3 20.0 29.6
, кэВeε 3 2 1 0.8 0.6 0.4 0.3
4 210 , Вт м−Π ⋅ ⋅ 4.2 5.0 6.1 7.0 13.5 22.0 32.6
11 2 110 , м сp − − −⋅ ⋅ 8.8 15.6 38.1 54.7 140.6 343.8 679.2
P, ГВт 5.3 6.3 7.7 8.8 17.0 27.6 40.9
E, ТДж 84.8 100.8 123.2 141.1 272 441.6 654.4
С. В. Панасенко, Л. Ф. Черногор
36 Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
Выводы
1. Обнаружено, что СЗ сопровождалось
значительными вариациями статистических
характеристик ДС на частоте 3.2 МГц. Прак-
тически в течение всего затмения спектры
носили диффузный характер.
2. Несмотря на диффузность, в спектрах
выделялись квазипериодические процессы с
периодами 4 5÷ мин, 9 12÷ мин и 20 22÷ мин
и амплитудами 0.1 0.2,÷ 0.2 0.3÷ и 0.1 0.2÷ Гц
соответственно, а также широкополосный (пе-
риоды 50 100÷ мин) процесс.
Первому процессу соответствовали ко-
лебания концентрации электронов с относи-
тельной амплитудой 1.7 3.4 %.÷ Этот про-
цесс возникал через 25, 60 и 120 мин после
начала затмения и суммарно продолжался
около 35 мин.
Второму процессу соответствовали коле-
бания концентрации электронов с относитель-
ной амплитудой 6.8 10.2 %.÷ Этот процесс
возник через 34 мин после начала затмения
и продолжался около часа.
Третьему процессу соответствовали коле-
бания концентрации электронов с относитель-
ной амплитудой 6.8 13.6 %.÷ Этот процесс
возник практически сразу после начала зат-
мения и продолжался также около часа.
3. Квазипериодические процессы в ионо-
сфере, скорее всего, были вызваны гене-
рацией и распространением инфразвуковых
волн ( 4 5≈ ÷T мин) и ВГВ ( 9 12≈ ÷T мин,
20 22≈ ÷T мин).
4. Установлено, что примерно через 35 мин
после начала затмения ДСЧ стало положитель-
ным, постоянная составляющая смещения
0.15 0.20≈ ÷df Гц. Такому значению df соот-
ветствовала направленная вниз скорость дви-
жения области отражения, в среднем равная
5 м/с. Значение df было положительным в
интервале времени с 09:40 до 10:45. За это
время область отражения сместилась вниз при-
мерно на 20 км.
5. Положительные значения ДСЧ, которые
были зарегистрированы еще до наступления
главной фазы затмения и наблюдались до его
окончания и несколько дольше, могли быть
вызваны стимулированным СЗ высыпанием
электронов с энергиями 0.1 1÷ кэВ из магни-
тосферы.
6. Описанные особенности вариаций ДС
отсутствовали в фоновые дни. Следователь-
но, такие вариации спектров были вызва-
ны СЗ.
Авторы благодарны С. Г. Чулакову за про-
ведение измерений на доплеровском радаре,
Н. Н. Мухортовой за помощь в обработке ре-
зультатов измерений, а В. Ф. Пушину за по-
лезные советы.
Литература
1. Намазов С. А., Новиков В. Д., Хмельницкий И. А.
Доплеровское смещение частоты при ионосфер-
ном распространении декаметровых радиоволн //
Изв. вузов. Радиофизика. – 1975. – Т. 18, № 4. –
С. 473-500.
2. Ishinose T., Ogawa T. Internal gravity waves deduced
from HF Doppler data during the April 19, 1958 solar
eclipse // J. Geophys. Res. – 1976. – Vol. 8, No. 13. –
P. 2401-2404.
3. Костров Л. С., Розуменко В. Т., Черногор Л. Ф.
Доплеровское радиозондирование возмуще-
ний в средней ионосфере, сопровождающих стар-
ты и полеты космических аппаратов // Радиофи-
зика и радиоастрономия. – 1999. – Т. 4, № 3. –
С. 227-246.
4. Костров Л. С., Розуменко В. Т., Черногор Л. Ф.
Доплеровское радиозондирование естественно-
возмущенной средней ионосферы // Радиофизика
и радиоастрономия. – 1999. – Т. 4, №3. – С. 209-226.
5. Костров Л. С., Черногор Л.Ф. Результаты наблю-
дения процессов в средней ионосфере, сопутст-
вующих затмению Солнца 11 августа 1999 г. // Ра-
диофизика и радиоастрономия. – 2000. – Т.5, №4. –
С. 361-370.
6. Борисов Б. Б., Егоров Д. А., Егоров Н. Е., Колес-
ник А. Г., Колесник С. А., Мельчинов В. П., Нагорс-
кий П. М., Парфенов С. С., Решетников Д. Д., Смир-
нов В. Ф., Степанов А. Е., Таращук Ю. Е., Тельпу-
ховский Е. Д., Цыбиков Б. Б., Шинкевич Б. М. Комп-
лексное экспериментальное исследование реакции
ионосферы на солнечное затмение 9 марта 1997 г. //
Геомагнетизм и аэрономия. – 2000. – Т. 40, № 3. –
С. 94-103.
Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ...
37Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
7. Бурмака В. П., Костров Л. С., Черногор Л. Ф. Ста-
тистические характеристики сигналов доплеровс-
кого ВЧ радара при зондировании средней ионо-
сферы, возмущенной стартами ракет и солнеч-
ным терминатором // Радиофизика и радиоастро-
номия. – 2003. – Т.8, № 2. – С. 143-162.
8. Бурмака В. П., Таран В. И., Черногор Л. Ф. Комп-
лексные радиофизические исследования волновых
возмущений в ионосфере, сопровождавших стар-
ты ракет на фоне естественных нестационарных
процессов // Радиофизика и радиоастрономия. –
2004. – Т. 9, №1. – С. 5-28.
9. Бурмака В. П., Таран В. И., Черногор Л. Ф. Волно-
вые возмущения в ионосфере, сопутствовавшие
стартам ракет на фоне естественных переходных
процессов // Геомагнетизм и аэрономия. – 2004. –
Т.44, № 4. – С. 518-534.
10. Акимов Л. А., Григоренко Е. И., Таран В. И., Чер-
ногор Л. Ф. Особенности атмосферно-ионосфер-
ных эффектов солнечного затмения 31 мая 2003
года: результаты оптических и радиофизических
наблюдений в Харькове // Успехи современной
радиоэлектроники. – 2005. – №3. – С. 55-70.
11. Бурмака В. П., Панасенко С. В., Черногор Л. Ф.
Современные методы спектрального анализа
квазипериодических процессов в геокосмосе //
Успехи современной радиоэлектроники. – 2007. –
№11. – С. 3-24.
12. Черногор Л. Ф. Современные методы спектраль-
ного анализа квазипериодических и волновых про-
цессов в ионосфере: особенности и результаты
экспериментов // Геомагнетизм и аэрономия. –
2008. – Т. 48, № 5. – С. 681-702.
13. Лазоренко О. В., Панасенко С. В., Черногор Л. Ф.
Адаптивное преобразование Фурье // Электромаг-
нитные волны и электронные системы. – 2006. –
Т. 10, №10. – С. 39-49.
14. Данилов А. Д., Казимировский Э. С., Верга-
сова Г. В., Хачикян Г. Я. Метеорологические эф-
фекты в ионосфере. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987. –
272 с.
15. Черногор Л. Ф. Высыпание электронов из магни-
тосферы, стимулированное затмением Солнца //
Радиофизика и радиоастрономия. – 2000. – Т. 5,
№4. – С. 371-375.
16. Chimonas G., Hines C. O. Atmospheric gravity wa-
ves induced by a solar eclipse // J. Geophys. Res. –
1970. – Vol. 75. – P. 875-876.
17. Davis M. J., da Rosa A. V. Possible detection of
atmospheric gravity waves generated by the solar
eclipse // Nature. – 1970. – Vol. 226, No. 5221. –
P. 1123-1128.
18. Broche P., Crochet M., de Maitre J. G. Gravity waves
generated by the June 1973 solar eclipse in Africa //
J. Atmos. Terr. Phys. – 1976. – Vol. 38, No. 12. –
P. 1361-1364.
19. Bertin F., Hughes K. A., Kersley L. Atmospheric
waves induces by solar eclipse of 30 June 1973 //
J. Atmos. Terr. Phys. – 1977. – Vol. 39. – P. 457-461.
20. Buther E. C., Downing A. M., Kole K. D. Wavelike
variations in the F-region in the path of totality of the
eclipse of 23 October 1976 // J. Atmos. Terr. Phys. –
1979. – Vol. 41. – P. 439-444.
21. Jones T. B., Wright D. M., Milner J., Yeoman T. K.,
Reid T., Senior A., Martinez P. The detection of atmo-
spheric waves produced by the total solar eclipse
11 August 1999 // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. – 2004. –
Vol. 66, No. 5. – P. 363-374.
22. Beer T., May A. N. Atmospheric gravity waves to be
expected from the solar eclipse of June 30 // Nature. –
1972. – Vol. 240, No. 5375. – P. 30-32.
23. Chandra H., Sethia G., Vyas G. D., Deshpande M. R.,
Vats H. O. Ionospheric effects of the total solar eclipse
of 16 Feb. 1980 // Proc. Indian Nat. Acad. Sci. – 1980. –
Vol. A47, No. 1. – P. 57-60.
24. Deshpande M. R., Chandra H., Sethia G., Vats H. O.,
Vyas G. D., Iyer K. N., Janve A. V. Effects of the total
solar eclipse of 16 February 1980 on TEC at low
latitudes // Proc. Indian. Nat. Acad. Sci. – 1982. –
Vol. 48, No. 3. – P. 427-433.
25. Rama Rao P. V. S., Rao B. V. P. S., Nru D., Niranjan K.
TEC observations at Waltair during the total solar
eclipse of 16 Februrary 1980 // Proc. Indian Nat. Acad.
Sci. – 1982. – Vol. 48, No. 3. – P. 434-438.
Статистичні характеристики
доплерівських спектрів радіосигналів,
відбитих у природньо-збуреній
іоносфері
С. В. Панасенко, Л. Ф. Чорногор
Наводяться результати статистичного ана-
лізу часових варіацій доплерівських спектрів
(ДС) радіосигналів на вертикальних трасах.
Для зондування іоносфери використовувався
доплерівський радар ВЧ діапазону. Аналіз ДС
виконувався для дня сонячного затемнення
1 серпня 2008 р. і фонових днів. Оцінено ста-
тистичні характеристики ДС і параметри тур-
булентної іоносфери. Показано, що затемнен-
ня викликало значні збурення в іоносфері.
С. В. Панасенко, Л. Ф. Черногор
38 Радиофизика и радиоастрономия, 2010, т. 15, №1
Doppler Spectra Statistical Characteristics
of Radio Signals Reflected
in the Naturally Disturbed Ionosphere
S. V. Panasenko and L. F. Chernogor
The statistical analysis results of Doppler spec-
tra (DS) time variations of radio signals at vertical
incidence are shown. HF Doppler radar is used
for ionosphere probing. The DS analysis is car-
ried out for the day of solar eclipse, August 1,
2008, and days without eclipse. The statistical
characteristics of DSs and parameters of turbu-
lence ionosphere are estimated. The eclipse is
shown to cause considerable disturbances in the
ionosphere.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60091 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1027-9636 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-27T12:26:34Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Радіоастрономічний інститут НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Панасенко, С.В. Черногор, Л.Ф. 2014-04-11T14:08:38Z 2014-04-11T14:08:38Z 2010 Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы / С.В. Панасенко, Л.Ф. Черногор // Радиофизика и радиоастрономия. — 2010. — Т. 15, № 1. — С. 24–38. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60091 550.388 Приведены результаты статистического анализа временных вариаций доплеровских спектров (ДС) радиосигналов на вертикальных трассах. Для зондирования ионосферы использовался доплеровский радар ВЧ диапазона. Анализ ДС проведен для дня солнечного затмения 1 августа 2008 г. и фоновых дней. Оценены статистические характеристики ДС и параметров турбулентной ионосферы. Показано, что затмение вызвало значительные возмущения в ионосфере. Наводяться результати статистичного аналізу часових варіацій доплерівських спектрів (ДС) радіосигналів на вертикальних трасах. Для зондування іоносфери використовувався доплерівський радар ВЧ діапазону. Аналіз ДС виконувався для дня сонячного затемнення 1 серпня 2008 р. і фонових днів. Оцінено статистичні характеристики ДС і параметри турбулентної іоносфери. Показано, що затемнення викликало значні збурення в іоносфері. The statistical analysis results of Doppler spectra (DS) time variations of radio signals at vertical incidence are shown. HF Doppler radar is used for ionosphere probing. The DS analysis is carried out for the day of solar eclipse, August 1, 2008, and days without eclipse. The statistical characteristics of DSs and parameters of turbulence ionosphere are estimated. The eclipse is shown to cause considerable disturbances in the ionosphere. ru Радіоастрономічний інститут НАН України Радиофизика и радиоастрономия Радиофизика геокосмоса Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы Статистичні характеристики доплерівських спектрів радіосигналів, відбитих у природньо-збуреній іоносфері Doppler Spectra Statistical Characteristics of Radio Signals Reflected in the Naturally Disturbed Ionosphere Article published earlier |
| spellingShingle | Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы Панасенко, С.В. Черногор, Л.Ф. Радиофизика геокосмоса |
| title | Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы |
| title_alt | Статистичні характеристики доплерівських спектрів радіосигналів, відбитих у природньо-збуреній іоносфері Doppler Spectra Statistical Characteristics of Radio Signals Reflected in the Naturally Disturbed Ionosphere |
| title_full | Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы |
| title_fullStr | Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы |
| title_full_unstemmed | Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы |
| title_short | Статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы |
| title_sort | статистические характеристики доплеровских спектров радиосигналов, отраженных от естественно-возмущенной ионосферы |
| topic | Радиофизика геокосмоса |
| topic_facet | Радиофизика геокосмоса |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60091 |
| work_keys_str_mv | AT panasenkosv statističeskieharakteristikidoplerovskihspektrovradiosignalovotražennyhotestestvennovozmuŝennoiionosfery AT černogorlf statističeskieharakteristikidoplerovskihspektrovradiosignalovotražennyhotestestvennovozmuŝennoiionosfery AT panasenkosv statističníharakteristikidoplerívsʹkihspektrívradíosignalívvídbitihuprirodnʹozbureníiíonosferí AT černogorlf statističníharakteristikidoplerívsʹkihspektrívradíosignalívvídbitihuprirodnʹozbureníiíonosferí AT panasenkosv dopplerspectrastatisticalcharacteristicsofradiosignalsreflectedinthenaturallydisturbedionosphere AT černogorlf dopplerspectrastatisticalcharacteristicsofradiosignalsreflectedinthenaturallydisturbedionosphere |