Диагностика ионосферных радоканалов по данным измерений помеховой обстановки тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

государственный комитет ссср по народному образованию - ,, иркутский гссшгственнш , университет

Научно-исследовательский пнегиту? прикладной физики

На правах рукописи;

Паньков Леонид Васильевич,

УЖ 550.388.2;537.874

диагностика ионосферных радиоканалов по ДАННЫМ измерении помехоеои обстановки.

<01.04.03 - радиофизика)"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук,

ИРКУТСК, 1990

? ? ^

Работа выполнена в .Иркутском государственном университете,

ч.

Научный руководитель - доктор физико-математических наук,

профессор В.И.Поляков. :

■'. Официальные оппоненты: доктор физико-математических ^аук,

Зедущай организация - Институт ионосферы АН Каз.ССР, г. Алма-Ата.

Защита диссетации состоится. " " февраля 1991 г, в № час: мин. ца заседании специализированного совета Д.063.32.03 при Иркутской государственном университете (ИГУ) по адресу: 664003, г.Иркутск, 6. Гагарина 20, в аудитории

С диссертацией можно'ознакомиться в библиотеке ИГУ.

Автореферат разослан "_"_ 1990 г.

профессор В.Ф.Осинин,

доктор физико-математических наук,

профессор Д.В.Благовещенский,

Ученый секретарь

специализированного совета при ИГУ,1 кандидат физико-математических

наук

ч

п. кта^

ж; "та общая характеристика работу.

' ,. .Актуальность темы. 'Рост требований к более эффективной зкс-пдуатшш ресурсов декаметрового диапазона радиоволн, к повыпв-"" нио'надртюсти работы радиотехнических систем <РТС), с учетом 'реальнее ионосферной обстановки, приводит к К' Сходимости поиска новых подходов в прогнозировании состояния каналов ионосферного распространения радиоволн.

Одним из перспективных, на наш взгляд, является подход, зак~ лючаюшяпся в рациональном сочетании методов моделирования состояния ионосферных радиоканалов, как среды распространения радиоволн и методов оперативной диагностики этих каиа.-юа с помошью различных технических средств.

Синтез априорной информации, заключенной о .ионосферных моделях, численных методов теории • распространения радиоволн и апостериорных диагностических данных позволит создать информационные системы нового поколения, на основе которых может быть реализовано более качественное планирование ресурсов коротковолнового (КВ> диапазона радиоволи и оптимизация рея<имов работы КБ РТС различного назначения.

Важное место в разработке таких информационных систем должны занимать задачи создания инфраструктуры, т.е. создание или расширение сети технических средств диагностики, создание линий .обмена информацией, создание баз и банков данных, средств связи с ' пользователями системы и т.п., В этом пакете задач не последнее место занимают задачи поиска новых источников диагностической информации и методов, позволяющих извлекать эту информацию,

Расширение сети диагностических средств, которыми, в настоящее время, являются различные системы,радиозондирования ионосферы, неизбежно обостряет проблему электромагнитной совместимости технических средств радиозондирования с другими КБ РТС. Поэтому актуальной является задача развития пассивных методов и средств диагностики, для реализации которых нет необходимости в применении специализированных радиопередающих устройств,

Как известно, в основе большинства методов радиозондирования (волновой диагностики) ионосферы, как среды распространения де~ квмэтровых радиоволн, лежит измерение частотной зависимости параметров зондирующего радиоизлучения, прошедшего через каналы ионосферного распространения радиоволн.* Лля этого необходимо из-

лучение, широкополосных, зондирующих сигналов в широком диапазс fie частот. В то же время, существует большое количество излуча телел электромагнитного поля декаметровых радиоволн, ра'спреде ленных по диапазону частот и географическим координатам, в виде мировой сети излучавших KB FTG различного назначения, В совокуп ности своей представляя поле помех, это излучение, рэспростра няясь в волноводе Земля-ионосфера, подчиняется тем же законам распространения радиоволн в ионосфере, что и зондирующее излуче ние, Естественнно ожидать, что состояние среди в которой распро слр&няотся помехи, определенным образом отражается в свойства); помех,

Шль_данной_рз0оты заключается в исследовании информационных возможностей поля помех применительно к задачам диагностики сос тояния каналов ионосферного распространения радисту<лн, а также в разработке метода измерения оценки предельных частот ионосфер него рздисканала и рекомендаций по созданию технических средств реализующих данный метод.

й§¥Щ§я_ноьизна работы заключается в следующем:

1> впервые обоснован и использован новый источник информации в виде. частотного 'распределения интенсивности сосредоточенных помех мировой сети излучающих радиотехнических систем декаметро вого диапазона, для диагностики каналов ионосферного распростра нения радиоволн;

2>. разработан новый метод определения предельной частоты от ранения радиоволн от слоя Ï2 ионосферы и критической частоты этого слоя на удалении порядка 2000 КМ от иэста наблюдения по данным -покеховой обстановки.

3) с помошью, специально созданной для излея работы, аппара туры обнаружено явление нелинейного взаимодействия электромаг нитного излучения kB радиоволн при наклонном распространении результаты которого наблюдаются в диапазоне частот, значитель но превышающих регулярные каксималные применимые частоты трассы наклонного распространения.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработан ные мэ!оды определения предельной частоты и критической частоты с.лоя,.Г2 позволят' использовать общедоступный источник информа ¡да в бид6 поля помех дахаметрового радиодиапазена для решения задач диагностики каналов ионосферного распространения радио если .

Нйналоьа^иыи является то обстоятельство,что методу является

(ссивнши, т. 8. не требует для сеоей реализация излучения спе~ [альных зондирующих сигналов во время проведения диагностики и ! ухудшают помеховуга обстановку в радиоканалах.

Наконец, в работе рассмотрены п^Ти создания техниче.ких юдств диагностики, которые могут бить приняты за' основу при сведении опытно-конструкторских работ по разработке этих диаг-стических средств,

1) результаты экспериментальных исследований частотных эавис-остей уровней помех в дэкаметровом диапазоне радиоволн н нн-рпретаиия основных закономерностей поведения этих заЕИсидас-я; '

2) новый метод определения предельной частоты отражения ради-олн ы слоя F2 ионосферы и критической частоты этого слоя на эденни порядка 2000 О! от места наблюдения по данным помз>со-R обстановки. ' • _

О^б^икаиии» По тема диссертации опубликовано 7 рабог, выпоенных при равном вкладе соавторов.'

Апробация, работы. Результаты работы докладывались на Всесош-v! семинаре "Распространение радиоволн в ионосфере" (Кадинкн-ад, 1939), 14 Всесоюзной конференции по распространению радио-* и! (Ленинград, 1984), 5 и 6 Всесоюзных совещаниях: "Специаль--з вопросы физики ионосферы и распг^стрэнения радиоволн" (Горь-1, 1988, 1989), научных сем; .^рэх Иркутского гбсуниверситетз :ябизыир ан ссср.

Работа внедрена в Институте прикладной геофизики Госкомгидро-, •а СССР в рамках теш: "Теоретическое исследование и магемати-* :коэ моделирование ионосферы и плазмосферы".. ю. per, 018,70006227),

Структура и объем диссертации. >.Диссертация состоит из введе-I, трех глав, заключения и приложения.¡В ней содержится 104 вницы текста, 35 рисунков и билиография - 125 наименования.

краткое содержание работы,

Возведении обоснована актуальность исследований, определена ь работы, сформулирована новизна, подученных результатов,приемы выносимые на защиту положения и изложена структура рабо~>

I работы дается краткое изложэниэ траищконкык

о

катодов волновой диагностики состояния ионосферы и ионосферных радиоканалов, основании): на активном радиозондировании, а'также рассматриваются пассивные методы исследования ионосферы и ионосферных радиоканалов. Обсуждаются преимущества и недостатки пассивных методов диагностики применительно к решению прикладных задач.

посвящена рассмотрению теоретических предпосылок метода пассивной диагностики, основанного на анализе амплитудно-частотного распределения помех в декамэтровом диапазоне радиоволн, кроме того, здесь приводятся результаты численного модели-.» роЕания амплитудно-частотного распределения помех.

В параграфе 2.1 в рамках однослойной модели ионосферы и идеализированной диаграммы направленности приемной антенны дается аналитическое . внр.а-кение амплитудно - частотной характеристики (АЧХ) помех и рассматриваются информационные возможности метода.

Интенсивность поля помех, измеренная в точке приема на задан-■ ной частоте, в общем случае, зависит от различных факторов, в честности, от диграммы направленности <ДН) приемной антенны, I ширины полосы пропускания приемного тракта, числа источников помех в полосе и их удаленности, наконец, она определяется состоянием каналов распространения. При постоянстве первых перечисленных факторов, частотная зависимость интенсивности помех будет определяться частотными свойствами каналов распространения.

Если точка наблюдения находится в дальней зоне по отношению к источнникам помех, то при узкой ДН приемной антенны в азимутальной плоскости, измеряемый уровень помех на заданной частоте будет определяться сектором вертикальны углов прихода. Снизу этот сектор ограничивается горизонтом, а сверху - критическим углом отражения радиоволны от ионосферы. При возрастании часто-'ты, по отношению к близким источникам точка наблюдения будет переметаться в "мертвую" зону, а значение критического угла будет уменьшаться. На некоторой частоте критический угол станет равен нулю. Данная частота будет предельной наблюдаемой частотой (ПНЧ) или предельной частотой канала ионосферного распространения ра- ; диоволн за счет механизмов рефракции. Эта частота будет совпадать с максимальной наблюдаемой частотой (МНЧ> трассы с дальностью предельного скачка и определяется параметрами ионосферы в вершине скачка.

Используя приближения геометрической оптики можно показать, ЧТО» на достаточном, чгооы Пренебречь земной волной, удалении ог

точечного источника излучения интенсивность сигнала в точке при-' ема будет определяться следующим выражением:'

V 9

1<г) = .г в(1.л)-г{л)-сза,

о

где: В(£,л) - функция распределения интенсивности источников помех по частоте л вертикальным'углам прихода -'А; ?(д) ДЛ антенны в вертикальной плоскости.

Здесь интегрирование' ведется по всем углам прихода от скользящего до критического угла - , соогветсвуюшего дальности мертвой зоны. Хотя ГО приближение на каустике (границе мертвой зоны) ие-премэиимо, как показывает анализ методом интерференционного мь тегралэ, в условиях большой дисперсии лучей, приведенная Формула вполне корректно учитывает' вклад лучей, приходящих с каустики. " " •

Ввиду того, что критический угол является функцией частоты и, параметров ионосферы, данное выранкние может быть использовано для рекеняя следующих обратных задач:

1) определение диаграммы направленности (№) антенн в вертикальной плоскости при известной'зависимости В{Г,д) и известных параметрах ионосферы, т-.з. при известной зависимости /^Ш*.

2) определение зависимости В(Г,л), при известных ДН антенны и л,- л[:(1); • ' ■ .

3) определение параметров ионсферы, 'при известной № антенны и заданной ззвисимоти 3(£,л), .

Последняя задача представляет интерес для целей диагностики каналов ионосферного распространения радиоволн и диагностики состояния ионосферы.

Для вычисления интеграла необходимо знать распределение интенсивности по высоте В(Г,л,) и диаграмму направленности антенны.

Существенным в работе является предположение о равномерности углового спектра интенсивности помех в вертикальной плоскости, Для обосновании этого предположения привлекается расчетные и экспериментальные данные по исследованию высотного множителя, которые свидетельствуют, что поле точечного источника на достаточном удалении от места излучения, за счет неоднородностей отражавших поверхностей,равномерно распределяется по высоте волновода Земля-ионосфера. Это равносильно выполнению условия равномерное-

тв углового спектра в вертикальней плоскости. Для более строгоГО выполнения этого услозия.в работе предлагается определять интегральные частотные зависимости уровней помех, в которых оценка уровня помах на заданной частоте заменяется, интегральной оценкой уровней помех в полосе частот в окрестности этой частоты, при дополнительном временном усреднении, .

Усредяениэ в полосе частот порядка 100 - 500 КГц и во време-■ нк на интервалах 0,5 - 2,0 Сек позволяет выполнить условие рав-• номэрности углового спектра за счет того, что в формировании интегрального поля помех, с учетом большого количества излучателей в КБ диапазоне, будет участвовать большое количество незави- 1 симьк источников, распределенных по дальности. Наличие неодно--родностей разных масштабов в ионосфере, их флуктуации во време-, ни и пространстве также способствует выполнению условия равномерности интегрального углового спектра помех.

Таким образом, предполагая независимость исходного распределения интенсивности помех от угла прихода - В(Х,д) = В(1)'и учитывая сбязь'критического угла с параметрами отражающего слоя, в '"работе приводятся отношения, связывавшие распределение интенсивности помах по частоте с основными параметрами отражающего слоя: критической частотой и высотой максимума электронной концентрации в области предельных частот и с поглощением в ионосфере в области критичэских частот,. Полученные выражения могут быть использованы для оперативного контроля изменения интегрального поглощения в ионосфере.

Показано, что при использовании априорной информации о распределении высоты максимума слоя Т2 ионосферы, по измеренным значениям предельной частоты определяется опенка значения критической частоты в вершине предельного скачка, т.е. на расстоянии порядка 20СЮ КМ, и.дается оценка этого расстояния.

В параграфе 2.2-приводятся краткие сведения об.инструментарии численного модэлирования.

Результаты численного моделирования, представленные в 2.3, позволили выяснить основные закономерности формирования амплитуд нс-частотной характеристики <АЧХ> помех,

При использовании антенн с.узкой ДН в азимутальной плоскости точность определения ПНЧ очень слабо зависит от формы ДН в ве^ тикальлой плоскости для типовых простых приемных антенн, ; При использовании слабонапрнвлекных антенн информативности-пацех-е значительной степени уменьшается. Моделирование А1Ц

помех с учетом ДК антенна в азимутальной плоскости показывает, "что в этом случае синтезированная АЧХ достаточно хорош в качественном отношении совпадает с экспериментальными АЧХ. .. • При этом,, значительное влияние на Формирование АЧХ помех ока-' зывэет зависимость ДН приемной антенны от. азимутального угла,

На основе этих результатов можно сделать вывод о том, что. предельная частота, определяемая как частота, на которой уровень, принимаемого поля помех снижается до нуля, определяется1 пространственным азимутальным распределением критической часто- . ты и высоты максимума электронной концентрации слоя Г2 иэнос$е-. ры на расстоянии предельного полускачка от места наблюдения.

В случае применения ненаправленной в азимутальной плоскости .' антенны, наблюдаемая предельная частота будет определяться аз и-.' мутальным направлением, для которого в данный момент времени ре-; альньв предельные частоты максимальны. Максимальное-и минималь- ! ное значения предельных частот могут быть-оценено по величине спада АЧХ помех в области высоких частот.

При использовании узконаправленных антенн, имеется реальная . возможность получения оценок ПН'5 в направлении, совпадающем с Направлением максимума ДН приемной антенны'и, следовательно, по-' лучения более точных оценок критической частоты и координат области, в которой определяются эти оценки. '

Таким образом, информативность метода диагностики по данным ; помеховой обстановки в КВ диапазоне радиоволн в значительней' : степени определяется качеством азимутальной селекции помех. - , ;

Глава_3 посвящена вопросам экспериментального иследовэния амплитудно-частотных зависимостей помех. . ;

В начале обсуждаются Еопросы технического обеспечения измерений помеховой обстановки и средств контроля для объективной проверки результатов измерения. В качестве контрольной информации*, в работе использовались данные наклонного зондирования на дискретной сетке частот. Зтими данными были дистанционно-частотные характеристики наклонного зондирования (ЛЧХ ¡13; и АЧХ КЗ на ра-». диотрассе Москва-Иркутск, зарегистрированные одновременно с'анализом помэховой обстановки. " ' ,

В параграфе - 3.1 рассматривается.общие закономерности частот--ного распределения уровней помех, его зависимость от времени су-' ток. Исследуются вопросы связанные с суточным изменением частотных расписаний работы источников помех. На сснобй измерений точных зависимостей интегрального уровня помек в различных учас»

тках № диапазона и суточных зависимостей уровней зондирующих сигналов системы измерения аЧХ 113 делается вывод о несудествен-ности данного фактора при частотном усреднении в полосе больше 100 КГц.

Б следующем параграфе рассматриваются результаты зксперикен-. тального определения предельных наблюдаемых часто? для каналов '.ионосферного распространения радиоволн. На основе анализа свыше тридцати суточных зависимостей измеренных ПНЧ и сравнения- их с данными наклонного зондирования подтверждаются выводы численных экспериментов о существенном влиянии ширины ДЧ приемной антенны • 'на точность определения оценок ПНЧ. Погрешность оценок ПНЧ сос- ' тавила 5% в ночное время и достигала 1554' в дневное время при использовании для' измерения АЧХ помех ромбической антенны. Приме-, нениё антенны с меньшим коэффициентом направленного действия повышало погрешность измерения почти в два раза. Это объясняется наличием поперечных градиентов основных параметров отражающего слоя. Анализ азимутальных зависимостей критической частоты и высоты максимума слоя Г2, выполненный по результатам численных расчетов по'ионосферной модели для областей верпины предельного скачка, показывает- значительное изменение этих параметров для точки наблюдения в дневное время. При недостаточно узкой ДН приемной антенны и наличии боковых лепестков в формировании АЧХ могут участвовать помехи, приходящие с других направлений, если ' критические частоты с этих направлений вше, чём с основного. Уровень помех с побочных направления будет, давать вклад в АЧХ помех с весом пропорциональным коэффициенту усиления антенны в указанных направлениях, что приводит к положительному смешению оценки ПНЧ. Дальнейшее обсуждение данного факта приводит к следующим выводам

во-первых, для повышения тбчности оценок ПНЧ, а следовательно, оценок критической частоты и области1определения этих оценок необходимо обеспечить достаточную азимутальную избиратель-, ность'. Критерием для вьйора требуемой азимутальной избирательности может служить максимальное'Значение градиента предельной частоты, которое в средних широтах может достигать 0,1ЫГц/град для уровня солнечной активности с Г1а , = 75;

во-вторых, значения ПНЧ, измеренные с использованием ненаправленной -в азимутальной плоскости антенны несет' нетривиальную информации о состоянии ионосферы в области, из которой ожидаются кдь'С'икальиые значения 'ПНЧ. Этой-информацией яв.тзтся вапичяна

ПНЧ. По ионосферной модели можно прогнозировать направление с которого в заданный момент времени ожидается максимальное знамение ПНЧ с достаточной для практики точность«, что касается количественной оценки, то здесь модель может давать онутимую погрешность. Используя априорные данные, ионосферной модели о направлении и высоте максимума слоя !2 и пересчитав величину ПНЧ в значение критической,' частоты, можно осуществлять коррекции модели в одной точке в;- определенный момент времени.При изменении с течением времени направления с максимальным значением ПНЧ будет наняться и область коррекции.

Реализации данного подхода, к коррекции фоновых ионосферных моделей помогает то, что вследствие пространственного и частотного усреднения амплитудно-частотная -зависимость интегрального уровня помех- будет практически свободна от таких эффектов распространения радиоволн, как многолучевость, интерференционные и поляризационные замирания и других эффектов, обязанных за свое существование неоднородным структурам ионосферы и динамике эти;; структур,

■ Интегральный уровень помех, изменение его частотной зависимости более адекватно-отражают состояние • фоновой, доминирующей компоненты ионосферы, поскольку а результате усреднения существенно сглаживаются проявления неоднорсдностей мелких и средних масштабов. Именно наличие этих неоднородностей затрудняет решение задачи коррекции ионосферных моделей по оперативным данным, получаемым классическими методами радиозондирования. Поскольку при диагностике методами активного зондирования, получаемая информация более детализирована, содержит большое количество индивидуальных для конкретной трассы особенностей, то непосредственное? применение этих данных для коррекции модели ионосферы в ряде случаев может ухудшать ее точностные показатели при пересчете выходных параметров на другие трассы. По этой причине данные активного наклонного Зондирования приходится усреднять за достаточно длительный промежуток времени, прежде чем применять их в 1еляя коррекции, .

В параграфе 3.3, обсуждаются вопросы "пассивно я диагностики для случаев, когда наличие высокой азимутальной избирательности мо~ ®т привести к тому, что на ряде азимутальных направлений будет ¡атрудиеко построение Ш.

В силу неравномерного распределения источников излучения по ¡оверхности Земли, дал некоторых, анализируемых азимутальных на-

правлений могут быть такие, па которых число источников помех недостаточно велико, а их распределение по частоте недостаточно равномерно, чтобы можно было получить реализации устоя,чивых "АЧХ путем усреднения по частоте. В этих случаях! как впрочем, и в дополнении к оптимальным направлениям, могут быть применимы методы диагностики радиоканалов по данным комплексных измерений параметров сигналов известных источников.

На основе анализа экспериментальных данных показано, что ряд статических характеристик сигналов дальних .(свыше. 4000 Км) радиостанций обладает экстремальными свойствами»в области частот, близких к'максимальным применимым частотам.

Такими характеристиками, например, являются математическое ожидание и индекс мерцания для амплитуды; ширина пучка лучей и , положение их центра тяжести дм углов прихода,, перераспределение энергии в спектре флуктуации интенсивности сигнала, коэффициенты пространственной корреляции и т.д. Калаая из этих характеристик, взятая в отдельности малоин$ормативка, вследствие влияния неоднородной структуры ионосферы, но вместе, они дают достаточное количество информации для оценки МПЧ.

На основе анализа поведения статистических характеристик сигнала удаленных радиостанций проверялась возможность определения моментов времени, когда МПЧ трассы переходит через рабочую частоту наблюдаемой станции.

Результаты экспериментальных исследование показали,что при приближении МПЧ к рабочей частоте происходит возрастание амплитуды сигнала наблюдаемой станциям, а такие радиусов пространственной и временной корреляции исследуемого поля, одновременно наблюдается уменьшение величины индекса мерцания, происходит перераспределение энергии в спектре сигнала в сторону медленных (с квазипериодом'более 10-20 Сек) флуктуация. Данные угловых измерений показывает синхронное уменьшение ширины пучков и углов прихода в вертикальной плоскости. Такое поведение можетт бьггь объяснено фокусировкой сигнала за счет слияния верхних и нижних лучей и уменьшением путей распространения между передатчиком и приемником на частотах вблизи МПЧ. Измерения, проведенные в вечерний период для трассы протяженностью около 5000 км, на трех частотах с разносом порядка 1 МГц показали, что указанные изменения характеристик сигналов наблюдались последовательно на трех частотах, начиная с верхней, через интервалы,времени, соот-ветствумвие разности времен совпадения рассчитанной МПЧ и рабо-

чей частоты.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности определения МГ1Ч известных радиотрасс по данным анализа комплексных измерений структуры поля, принимаемого сигнала,

"Следовательно, при небольшом количестве источников излучения на отдельных азимутальных направлениях, когда могут возникнуть затруднения в проведении диагностики условий ионосферного распространения радиоволн по данным АЧХ помех возможен альтернативный подход в решении задачи диагностики: зто диагностика по'известным источникам излучения на основе анализа данных комплексных измерений характеристик, определяющих структуру поля принимаемого излучения. Таким образом, метод определения параметров ионосферы, основанный на измерении сигналов известных ("репер-; них") рздионзлучателей является частным случаем разработанного, метода и может быть включен в программу работы анализатора помзг/ ховой обстайовки с угловой селекияел.

В параграфе 3.4 приводятся экспериментальные данные, касаюшиз-ся эффекта спорадического повышения,шумов на частотах, превышающих регулярно наблюдаемые ПНЧ.

Наблюдению этого явления способствовали особенности созданной аппаратуры, а именно, возможность непрерывного панорамного наблюдения со сканированием частоты'в диапазоне, превышающем рабочий диапазон КВ канала. Эта часть работы выходит за рамки пер- ; воначально поставленной задачи, физика этого явления пока нв ; изучена, однако мы считаем полезным . включить эти материалы в- : диссертацию, поскольку предложенный метод облегчит в дальнейшем ^ обнаружение подобных аномалий и, следовательно, будет содействовать их изучению. Р:

Зто явление наблюдалось в ночное-время с различной интенсивностью в разные времена года..Наиболее вероятным временем наблюдения были ночные часы ноября. •

Анализ АЧХ помех позволяет^выделить следующие особенности явления :

1) в ночные часы наблюдается резкое повышение интегрального уровня шумов в полосе частот,лежащих выше регулярных предельных наблюдаемых частот (выше 15-17 МГц), при МПЧ трассы 13-14 МГц; ,

2) продолжительность явления во времени носит случайный характер. Интервал наблюдения составляет от нескольких минут до ньс-■сольких часов; » ' '

3) спектральные характеристики спорадических сигналов,полу-

ченные в разные времена года, имеют существенные отличия.

Креме регистрации самого факта .появления спорадических шумов была предпринята попытка исследования их "тонкой" структуры.

Слуховой контроль сигналов, проведенный в узкополосном режиме (полоса ПЧ=1 КГц), а также спектральный анализ с болеее высоким разрешением по частоте позволяет сделать следующие выводы:

1) существенный вклад к наблюдаемый спектр спорадических сигналов дает сигналы, которые идентифицируется как излучение программ радиовещательных станций Китая, работающих в диапазоне 7.17,3 МГц (на частотах приблизительно в 3-4 раза -меньаих, чем те на которых велась регистрация; •

2) наряду с вещательныки станциями, прослушиваются радиостанции, работающе в режиме телеграфии, идентифицировать которые не удалось; , '

3) при внимательном прослушивании можно различить до трех различных программ радиовещания на одной и той .же частоте настройки в узкой полосе приема;

4) при спектральном анализе с частотным разрешением 1 КГц, спектр спорадических сигналов имеет ярко выраженный линейчатый характер, Отдельные линии в спектре группируется на участках шириной до 500 КГц. Расстояние №жду отдельными линиями-спектра может находится в пределах от 5 до 30 КГц;

5) слуховой контроль отдельных линия спектра показывает, что в пределах одной частотной группы характер принимаемых сообщений неразличим, т. е. на каждой частоте' принимается одна и та информация;

6) уровни принимаемых сигналов, при регистрации их в узкой полосе частот, претерпевает квазипериодические колебания с периодом от единиц до нескольких секунд на которые накладываются более- медленные колебания с периодом до нескольких десятков секунд:

7) анализ сонограмм несушей частоты спорадических'сигналов, полученных на различных частотах настройки,показывает изменение спектра на величину порядка I Гц в течение десятков минут. В основном наблюдается одна спектральная'линия. Однако, на интервалах времени ст 5 .до 15 минут,предшествующих исчезновению спорадических сигналов может наблюдаться более одной спектральной ли' НИИ.

Можно' привести еще два факта,-которые, по-видимому, -имеет от-иошэние к наблюдаемому явленна).

Зо-первых, было известно из официальных источников, что во :ремя наблюдения спорадических сигналов на небольшом ( 100 км) ■делении от приемного пункта в;диапазоне 7.0 МГц работало нес-есколько радиовещательных радиостанций большой мощности, две ' З'них с излучаемой мощностью да 2 Мвт работали в интервалы зре-ени от 17ЬЭ0' до 4h30'v-'первая и от Г/'ОО" до 6h30' местного, ремени - вторая станции. Обе станции излучали в южном направле-ИИ. . , ;

Во-вторых, согласно данных вертикального зондирования, распо-эженной в 90 Км севернее от пункта исследований, наблюдаемому злению сопутствовали эффекты Г-рассеяния в области F2 ионосфе-

Перечисленные выше факты наводят уа предположение о нелиней->м механизме возбуждения спорадических сигналов, в результате >торого образуется излучение с комбинационной частотой, равной >мме трех-частот взаимодействующих электромагнитных полей. Ме-1низм образования Динейчатого спектра остался невыясненным, бственно, его исследование может составить предмет отдельной боты, тем более, что при проведении наблюдений особое Енима-е уделялось радиоприемной аппаратуре, как возможному источни--. излучения комбинационных частот и других внеполосных помех, следниз материалы приведены в работе в качестве подтверждения агностических возможностей метода, основанного на анализе по--хоеой обстановки,

^-.заключении сформулированы основные результаты работы:

1) предложен и использован новый источник информации о состо-1И ионосферы, представляющий собой излучение мировой сети КЗ инстанций;

2) разработан метод пассивной диагностики каналов ионосферно-распространения радиоволн, основанный на анализе частотной 5ИСЯМ0СТИ интегрального уровня помех мировой сети излучающих шций КВ диапазона;

3) показана принципиальная возможность использования данного ода в целях оперативной коррекции .фоновых моделей ионосферы;

4) на примере обнаружения явления спорадических шумов на часах, превышающих регулярные предельные частоты показана целэ-бразность использования метода для научных исследований зф~ тов распространения декаметровых радиоволн;

5) разработан комплекс технических средств для анализа помв-ой обстановки и для диагностики ионос^зрных каналов матодаии.

наклонного зондирования, который позволил исслёдовать возможности метеда и определить пути его.совершенствования.

!_0В1У9>!®!!Ии приводится краткое списание комплекса технических средств, разработанного в ходе выполнения работы для экспериментальных исследований помеховой обстановки и независимой проверки этих исследований. Комплекс состоит из трех измерительных систем: анализатора помеховой обстановки; регистратора дистанционно-частотных характеристик, отличающегося тем, что позволяет регистрировать ДЧХ НЗ как аналоговой системы НЗ типа "НАШ" так и цифровых ионозондов типа Сойка-бООО, Ба^ис и им подобным; измерителя АЧХ НЗ, отличающегося от типового наличием блока корреляционной обработки, вычисляющего аппаратно в реальном времени ковариацига, принимаемого сложного зондирующего сигнала с его знаковой копией, что позволяет с большей надежностью проводить обнаружение сигнала и измерение его амплитуды.

. В конце приложения обсуждаются вопросы построения анализатора помеховой обстановки, обладающего возможностью селекции помах по углам прихода.

По теме диссертации были опубликованы следующие работы:

1.Паньков Л.В. »Семенов Ю.А.Динин И.В. Определение предельных частот отражения радиоволн по данным помеховой обстановки. //Тез.докл.Всесоюзный семинар¡Распространение радиоволи в ионосфере. Калининград, ишь, 1989, М.: Радио и связь,1989, с.29.

2.Паньков Л.В.,Семеней Ю.А. Частотно-суточная зависимость уров-вня помех по данным панорамных измерений.//В сб.Исследования по гэомагнитизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1987,"

' вып. 77, с. 56-60

3.Паньков Л.В..Поляков В.И.,Семеней Ю.Ф, О наблюдениях сигналов в частотном диапазоне значительно превышающем предельную частоту спектра декаметровых радиоволн.//Изв. ВУЗов, Радиофизика, 1990, Т.33, N 4,0,510-513.

4.Корякин В.И, .Паньков JI.B. .Семеней Ю.А. О связи реальных ИПЧ на двух протяженных трассах с разнесением по азимуту //Всесоюзный семинар: Распространение радиоволн в ионосфере.Калининград,июнь 1989, М.¡Радио и связь, 1989, с.48.

5.Паньков JI.В.,Розов В.Н, Панорамная приставка.//В сб.Моделирование ионосферных процессов и распространение радиоволн. Иркутск,из-во ИГУ. 1986,с.139-141.

0.Паньков Л.В.,Унучков В.Е. Определение максимально применимых

частот по измерением статистических характеристик сигналов. //Тез.докл.Х1У Бсесоювн.конф.по распространений радиоволн. .Ленинград, октябрь, 1934 ,'М, ¡Наука,1984,ч. 1 ,с.161:162. 7,Паньков Л.В.,Семену Ю.А. К характеристикам кругосветных сигналов. //В ей,: Исследования по геомзгнитизму.азронинии и физике Солннз. М. :Нзука,19?3,вып.29,с..154-156.