Когерентное детектирование СДВ радиосигналов, распространяющихся в волноводе Земля-ионосфера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат наук Полетаев Александр Сергеевич

• Полетаев Александр Сергеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Полетаев Александр Сергеевич

Введение

ГЛАВА 1. Метод наклонного зондирования СДВ радиосигналами

1.1 Волноводное распространение СДВ-ДВ сигналов

1.2 Регистрируемые сигналы

1.2.1 Естественные источники

1.2.2 ОНЧ станции

1.3 Приемники СДВ-ДВ диапазона

1.3.1 Специализированные ОНЧ-НЧ регистраторы

1.3.2 Геофизические измерительные комплексы

1.3.3 СДВ приемники онлайн

1.4 Радиоинтерферометрические измерения

1.5 Выводы к главе

ГЛАВА 2. Измерительный комплекс долговременного мониторинга ионосферы в СДВ диапазоне

2.1 Структурная схема СДВ приемника

2.2 Приемный тракт

2.3 Устройство синхронизации

2.4 Алгоритм вычисления параметров СДВ радиосигналов

2.5 Программное обеспечение измерительного комплекса

2.6 Сверхдлинноволновый интерферометр

2.7 Выводы к главе

ГЛАВА 3. Результаты долговременных наблюдений в ВосточноСибирском регионе

3.1 Регулярные вариации

3.2 Спорадические возмущения

3.2.1 Реакция нижней ионосферы на солнечные вспышки

3.2.2 Характер воздействия магнитных бурь

3.3 Интерферометрические данные

3.4 Выводы к главе

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А. ВАА и ВФА во время солнечных вспышек

Приложение Б. Эффекты магнитной бури 5 апреля 2010 г

Приложение В. Оценка углов смещения приемных антенн

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Когерентное детектирование СДВ радиосигналов, распространяющихся в волноводе Земля-ионосфера»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Как известно, ионосфера оказывает значительное воздействие на функционирование многих радиотехнических систем как гражданского, так и военного назначения. Влияние ионосферы существенно для сверхдлинноволновых (СДВ) и длинноволновых (ДВ) систем радионавигации, передачи эталонных частот и единого времени, для комплексов коротковолновой (КВ) радиосвязи, для спутниковых систем глобального позиционирования и передачи информации. Для обеспечения заданного качества связи необходимо знать состояние канала связи, уметь делать прогноз изменений его параметров и условий распространения радиосигналов. Поэтому создаются и активно развиваются различные модели ионосферы.

Современные модели ионосферы можно разделить на теоретические (или, как их еще называют, физические) и эмпирические. Первые основаны на расчетах физических процессов и взаимодействий вещества и излучений. Сюда относится физическая модель SWMF (Space Weather Modeling Framework), описанная в [Toth et al., 2005], численная модель верхней атмосферы UAM (Upper Atmosphere Model), рассмотренная в [Ботова и др., 2014], и другие. Эмпирические модели основаны на экспериментальных данных долговременных наблюдений ионосферы. Наиболее известна модель IRI (International Reference Ionosphere) различных версий [Bilitza et al., 2011].

Однако все модели имеют ошибки прогнозирования, а результат моделирования зачастую заметно расходится с экспериментальными наблюдениями. Достоверность математического представления ионосферы высоких широт оказывается значительно хуже, чем для средне- и низкоширотной ионосферы. Точность описания высотного распределения параметров ионосферы тоже оказывается неодинаковой. Самые широко используемые модели, проанализированные в [Shim et al., 2012], лишь частично охватывают самые нижние слои ионосферы (области D и E): расчеты в них выполняются для высот

от ~ 90 км. Лучшие показатели для нижней ионосферы дает модель 1Ы-2007, однако, динамика суточного хода амплитуды СДВ сигнала даже в невозмущенные дни недостаточно хорошо согласуется с экспериментом [Козлов, Ляхов, 2013]. Кроме того, изменчивость климата приводит к устареванию полученных ранее моделей. Поэтому важной частью совершенствования и повышения точности расчетов в существующих моделях является непрерывное проведение экспериментов по мониторингу ионосферы.

Таким образом, задача дистанционной диагностики ионосферы остается актуальной, и в особенности наиболее остро стоит проблема моделирования самых нижних слоев ионосферы, играющих, как известно, значительную роль в распространении радиоволн СДВ-ДВ диапазона.

Состояние проблемы на момент начала исследований. Все методы исследования ионосферы разделяют на две группы: прямые и косвенные. К прямым относятся методы, в которых параметры ионосферы, такие как высотные распределения электронной концентрации, температуры, ионного состава, измеряются приборами, находящимися непосредственно в ионосфере [Долуханов, 1972]. Целый комплекс измерительных средств (масс-спектрометры, датчики заряженных частиц, датчики электрического поля, магнитометры) устанавливают на борту геофизических ракет и оснащают ими искусственные спутники Земли (ИСЗ). Однако получаемые при этом профили ионосферы имеют локальный характер и не позволяют выполнять долговременные и непрерывные измерения.

Косвенные методы направлены на решение «обратной задачи»: параметры ионосферы оцениваются путем анализа зондирующих сигналов, отраженных от нее или прошедших насквозь. Исторически первым появился метод вертикального зондирования, при котором высота и электронная концентрация отражающего слоя определяется путем измерения времени распространения радиоимпульсов. При этом для повышения точности данного метода используют сложные сигналы с линейно-частотной модуляцией (ЛЧМ) или сигналы, закодированные последовательностями Баркера. Ионозонды вертикального зондирования могут выполнять непрерывные измерения, но они также носят

локальный характер, и для наблюдений за динамикой перемещения неоднородностей нужно создавать взаимоувязанную сеть ионосферных станций.

Метод наклонного зондирования характеризуется тем, что передатчик и приемник зондирующих сигналов пространственно разнесены друг от друга. Ионограммы наклонного зондирования дают представление о многомодовости распространения радиоволн в волноводе Земля-ионосфера [Иванов и др., 1998], и позволяют охватить регионы, недоступные для метода вертикального зондирования, например, области над океанами, территории со скалистым рельефом местности. Разновидностью данного способа наблюдений за ионосферой является метод возвратно-наклонного зондирования, основанный на эффекте Кабанова. Зондирующий сигнал при этом отражается от ионосферы, претерпевает рассеивание на шероховатостях земной поверхности, часть энергии радиоволны повторно отражается от ионосферы и регистрируется в пункте размещения передатчика. Широкое распространение в свое время получили радиотехнические системы загоризонтной радиолокации, работающие с использованием данного эффекта.

Радары когерентного и некогерентного рассеяния позволяют получать данные об ионном составе верхней атмосферы, электронной концентрации, температуре ионов и электронов, их скорости дрейфа в диапазоне высот от 90 до 1000 км [Алсаткин, 2015]. Метод некогерентного рассеяния заключается в том, что излученный радиосигнал проходит сквозь ионосферу, претерпевает рассеяние на плазменных неоднородностях и снова достигает радара.

В риометрическом методе для наблюдений за ионосферой используют галактические радиоисточники, осуществляют прием и измерение поглощения в ионосфере фонового космического радиоизлучения. В качестве инструментов диагностики ионоферы данным способом используют отображающие (англ. imaging riometer) и сканирующие (англ. scanning riometer) риометры [Зайцев и др., 2003]. Также для этих целей могут быть задействованы радары некогерентного рассеяния [Васильев и др., 2012].

Особый интерес представляют активные эксперименты по модификации ионосферы с помощью нагревных стендов и инжекции высокоскоростных плазменных струй. Воздействие на ионосферу мощным радиоизлучением сопровождается рядом физических явлений: возникновение искусственных неоднородностей, генерация в ионосфере ОНЧ радиоволн (эффект Гетманцева), кросс-модуляция проходящих через одну и ту же область ионосферы радиосигналов (Люксембург-Горьковский эффект), возбуждение магнитосферы и стимулированное высыпание магнитосферных частиц, свечение ионосферы (искусственная аврора) и другие. Применение ИСЗ для инжекции в ионосферу химических реагентов, испускаемых жидкостным реактивным двигателем, дало новый подход к изучению динамики развития пространственно-временных характеристик плазменных неоднородностей. В серии экспериментов «Радар-Прогресс» [Хахинов и др., 2012] было получено существенное снижение электронной концентрации в широком интервале высот вследствие воздействия выхлопных струй реактивного двигателя ИСЗ.

Таким образом, круг средств и методов наблюдений за ионосферой достаточно обширен. Наиболее полно современные методы диагностики ионосферы рассмотрены в обзорах [Бахметьева и др., 2007], [Зецер, 2010]. Однако большинство существующих инструментов мониторинга ориентированы на изучение тонкой структуры средних и верхних слоев. Практически единственным эффективным способом дистанционной диагностики самых нижних D и Е слоев ионосферы оказываются наблюдения в СДВ-ДВ диапазоне. Решение обратной задачи (определение высотного профиля электронной концентрации в ионосфере на основании анализа вариаций измеренных параметров зондирующих сигналов) рассматривают в контексте волноводного распространения СДВ сигналов [Ременец, 2004]. Нижней отражающей поверхностью волновода является водная среда или земная поверхность, а естественная верхняя граница изменяется по высоте: под воздействием ионизирующего излучения Солнца днем отражение сигнала происходит от D-слоя ионосферы, ночью - от слоя Е.

Изменения в эффективной высоте волновода, проводимости его стенок создают суточные, сезонные, годовые вариации параметров СДВ радиоволн [Нестеров, 2009], а результирующее поле определяется межмодовой интерференцией. Также заметно влияние нерегулярных неоднородностей ионосферы, связанных с солнечными вспышками (внезапные ионосферные возмущения, ВИВ) и солнечными затмениями, геомагнитными бурями и суббурями, высыпанием высокоэнергичных частиц (широкие атмосферные ливни, космические лучи, вистлеры), геомагнитными пульсациями и акустическими гравитационными волнами, атмосферными электрическими разрядами (молнии, спрайты, эльфы, синие струи).

В последние годы особый интерес представляют сейсмо-ионосферный эффект и литосферно-ионосферные связи. В ряде исследований и обзоров [Афраймович и др., 2012; Богданов и др., 2004; Захаренкова, 2012; Нестеров, 2013а; Нестеров 20136] рассматривается возмущение нижних слоёв ионосферы в период подготовки землетрясений в области над его эпицентром. При этом наблюдаются «бухтообразные» вариации фазы и амплитуды сигналов, для которых область такой локальной ионосферной неоднородности оказывается в пределах третьей зоны Френеля [Сливинский, 2006], а также смещение терминального времени [Хаякава, Коровкин, 2011]. Синхронные измерения параметров зондирующих сигналов в нескольких точках с образованием перекрывающихся трасс (сверхдлинноволновый интерферометр) могут быть одним из возможных способов локализации места и краткосрочного прогноза предстоящих сильных землетрясений [Соловьева, 2008]. Однако данная задача являйся очень трудной и требует комплексных измерений и наблюдений за широким кругом взаимосвязанных явлений, сопровождающих сейсмические процессы [Пулинец и др., 2015].

Разнообразные физические явления рассматривают как комплекс процессов в единой системе литосфера-атмосфера-магнитосфера. Исследования D-слоя ионосферы как пограничной зоны взаимодействия нейтральной и ионизированной областей средней атмосферы остаются очень востребованными.

Целью диссертационной работы является разработка и создание сверхдлинноволнового радиоинтерферометра для долговременного мониторинга состояния нижней ионосферы, а также проведение сравнительного анализа вариаций параметров спокойной и возмущенной среднеширотной ионосферы в Восточно-Сибирском регионе.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать, изготовить, протестировать и выполнить отладку комплекта измерительных приемников СДВ диапазона для синхронной регистрации параметров зондирующих радиосигналов ОНЧ передатчиков; выполнить калибровку измерительного комплекса, оценить чувствительность и погрешности измерений; создать программное обеспечение для управления сбором данных, предобработки сигналов и анализа результатов наблюдений.

2. Разработать и теоретически обосновать методику оценки волноводного дрейфа фазы зондирующих сигналов СДВ-ДВ радиопередатчиков, излучаемых с частотной манипуляцией с минимальным сдвигом частоты и непрерывной фазой. Адаптировать метод измерения вариаций фазы центральной частоты, обусловленных субионосферным распространением радиоволн, для сигналов с гауссовой частотной манипуляцией с минимальным сдвигом частоты.

3. Выполнить сравнительный анализ результатов долговременных измерений: рассмотреть изменения параметров зондирующих радиосигналов для спокойных (суточные, сезонные, годовые вариации) и возмущенных (солнечные вспышки, магнитные бури) условий распространения.

Научная новизна работы состоит в том, что разработан новый способ демодуляции и измерения вариаций фазового сдвига центральной частоты сигналов с минимальной частотной манипуляцией, позволяющий выполнять оценку дрейфа фазы зондирующих СДВ сигналов в волноводе Земля-ионосфера независимо от передаваемой двоичной информации, за счет чего исключаются погрешности измерений вследствие ошибочного приема информационной битовой комбинации. Новизна метода подтверждается патентами на изобретение и свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ.

При помощи сравнительного и статистического анализа собранных экспериментальных данных получены новые результаты наблюдений для нижних слоев спокойной и возмущенной среднеширотной ионосферы в ВосточноСибирском регионе.

Теоретическая и практическая значимость работы. Исследован характер влияния среднеширотной ионосферы на распространение СДВ радиоволн в регионе Восточная Сибирь. Экспериментальные данные могут быть полезны для комплексного анализа состояния нижней ионосферы, поиска новых эффектов и закономерностей физических процессов, протекающих в ионосфере, а также для построения эмпирических моделей нижних слоев среднеширотной ионосферы региона.

Результаты диссертационного исследования могут использоваться в системах передачи информации с применением модуляции CPFSK, MSK, GMSK для детектирования сигналов и оценки степени их искажений, что позволяет улучшить надежность и эффективность цифровых систем связи. Разработанные методики оценки фазовых искажений сигналов могут применяться для исследований характеристик различных каналов радиосвязи.

Практическая значимость подтверждается поддержкой темы работы Российским фондом фундаментальных исследований (научный проект РФФИ №16-35-00476 «Сверхдлинноволновый интерферометр долговременного мониторинга ионосферы методом наклонного зондирования когерентными радиосигналами ОНЧ передатчиков»).

Методология и методы диссертационного исследования:

- Результаты работы базируются на применении методов моделирования принимаемых ОНЧ сигналов, проведении долговременных экспериментальных измерений, методе сравнительного анализа измерений независимых инструментов дистанционной диагностики ионосферы;

- Для экспериментального исследования ионосферы использован метод наклонного зондирования когерентными СДВ радиосигналами, являющийся одним из наиболее эффективных для диагностики нижних слоев.

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработанный аппаратно-программный комплекс позволяет осуществлять долговременные интерферометрические измерения вариаций амплитуды и фазы СДВ радиосигналов с манипуляцией частоты. Когерентное детектирование частотно-манипулированных сигналов навигационных ОНЧ передатчиков показало, что радиоимпульсы с разносом частот в 100 Гц распространяются в волноводе Земля-ионосфера в одинаковых условиях, а несовпадение их начальных фаз вызвано нестабильностью передатчиков.

2. Новые методы детектирования и оценки в условиях помех величины дрейфа фазы в волноводном канале Земля-ионосфера для сигналов с частотной манипуляцией с непрерывной фазой (CPFSK), с манипуляцией с минимальным сдвигом частоты (MSK), а также с гауссовой частотной манипуляцией с минимальным частотным сдвигом (GMSK).

3. Результаты долговременных наблюдений вариаций параметров спокойной и магнитно-возмущенной среднеширотной ионосферы по измерениям характеристик ОНЧ радиосигналов, распространяющихся в волноводе Земля-ионосфера:

3.1 В дальней зоне приема предрассветное увеличение амплитуды ОНЧ радиосигналов, распространяющихся в направлении запад-восток и восток-запад, является устойчивым эффектом интерференции ТМ-нормальных волн низшего порядка.

3.2 Во время магнитных бурь протоны солнечного ветра с энергиями 0.6-4.0 МэВ могут проникать в нижние слои ионосферы средних широт 62°-57°. Для бури 5 апреля 2010 г. установлено, что потоки протонов после прохождения хвостовой области магнитосферы на высоте около 35800 км достигли D слоя ионосферы через 13 минут.

3.3 Полученные устойчивые закономерности роста амплитуды сигналов 23.4 кГц, 18.3 кГц и ее уменьшения у сигналов 20.9 кГц, 21.75 кГц во время геомагнитных бурь обусловлены интерференционными эффектами мод высших порядков.

Достоверность результатов диссертационного исследования

- обеспечивается использованием стандартных методов цифровой обработки сигналов, применением статистической обработки данных, верификацией алгоритмов анализа при помощи моделирования;

- обуславливается применением сертифицированных технических средств измерений в процессе отладки и калибровки разработанных СДВ приемников;

- достигается статистической повторяемостью результатов наблюдений и применением компаративного подхода анализа данных и теоретических выводов и результатов экспериментов других авторов.

Апробация результатов. Результаты, изложенные в диссертации, были представлены и обсуждались на IX Всероссийской конференции «Современные проблемы радиоэлектроники и связи», Иркутск, 2010; на XI Международной конференции «NIDays - 2012», Москва, 2012; в рамках работы Байкальской школы по фундаментальной физике (БШФФ - 2013) на XIII Международной конференции «Взаимодействие полей и излучения с веществом», Иркутск, 2013; на XXIV Всероссийской конференции «Распространение радиоволн», Иркутск, 2014; на III Всероссийском семинар-совещании «Триггерные эффекты в геосистемах» в рамках школы молодых ученых «Динамические процессы в геосферах», Москва, 2015; в рамках Байкальской школы по фундаментальной физике (БШФФ - 2015) на XIV Международной конференции «Взаимодействие полей и излучения с веществом», Иркутск, 2015; на XIV Международной конференции «NIDays - 2015», Москва, 2015; на XIV Всероссийской конференции «Современные проблемы радиоэлектроники и связи», Иркутск, 2016; на XXI Всероссийской конференции «Современные проблемы радиоэлектроники», Красноярск, 2018; на XIV Международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП - 2018)», Новосибирск, 2018; в рамках Байкальской школы по фундаментальной физике (БШФФ - 2019) на XVI Международной конференции «Взаимодействие полей и излучения с веществом», Иркутск, 2019.

Публикации по теме исследований. В общей сложности по теме диссертации опубликована 21 работа. Из них 6 публикаций (4 из которых индексируются в базах Web of Science, Scopus) - в научных изданиях, включенных в Перечень ВАК; 2 патента на изобретение и 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ; 12 статей - в сборниках международных и всероссийских научных конференций и других изданиях.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы, включающего 160 позиции, и трех приложений. Основной текст диссертации изложен на 201 странице и содержит 28 таблиц и 96 рисунков.

В первой главе рассмотрены особенности распространения СДВ-ДВ радиоволн и подходы к проведению радиоизмерений в этом диапазоне. Cформулированы требования к методике проведения эксперимента, а также рассмотрены особенности анализа результатов наблюдений.

Во второй главе описана структура измерительного комплекса для интерферометрических измерений параметров радиосигналов ОНЧ передатчиков, позволяющего проводить долговременный мониторинг состояния сферического волновода Земля-ионосфера. Выполнена оценка чувствительности и погрешностей измерений. Показана методика разделения вариаций фазы, возникающих вследствие манипуляции частоты при передаче, и дрейфа фазы сигналов, обусловленного субионосферным распространением.

В третьей главе приведены результаты долговременных наблюдений в Восточно-Сибирском регионе за изменением состояния среднеширотной ионосферы и распространением СДВ радиоволн в спокойных и возмущенных условиях. Показана методика и результаты обработки интерферометрических данных.

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии в разработке, изготовлении, тестировании, отладке, оценке технических параметров и характеристик аппаратного обеспечения комплекса. Представленные методики измерения амплитуды и фазы сигналов с частотной манипуляцией, алгоритмы

постобработки экспериментальных данных разработаны преимущественно автором. Также лично автором диссертации создано все программное обеспечение и выполнена обработка, систематизация и интерпретация большей части полученных экспериментальных данных. Автор также принимал активное участие в апробации результатов диссертационной работы и написании научных статей по теме исследования.

Автор выражает благодарность и глубокую признательность своему научному руководителю Ченскому Александру Геннадьевичу за помощь и поддержку при проведении исследований; Засенко В.Е., Токмачеву Д.А., Григорьеву К.А., Ченскому Д.А., Губину Н.А., Безрукину А.Г., Петрову А.В. за проявленный интерес и участие в разработке электронных компонентов измерительного комплекса, а также Ляхову А.Н., Покладу Ю.В., Егошину А.А, Ряховскому И.А. за полезное сотрудничество при прохождении научной стажировки. Автор искренне признателен Морозову А.А. за содействие в организации наблюдательного пункта для проведения долговременных измерений.

Работа выполнялась при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 16-35-00476 мол_а, 2016 г.).

ГЛАВА 1. Метод наклонного зондирования СДВ радиосигналами

Развитие радиосвязи началось именно с использования СДВ-ДВ радиоволн более века назад, тогда же были заложены основы теории распространения электромагнитных волн этого диапазона. Поскольку о существовании ионосферы тогда ничего не было известно, внимание уделялось только дифракционному способу распространения вокруг сферической поверхности. Первые строгие решения данной задачи были впервые показаны в работах Зоммерфельда [Sommerfeld, 1909] и Вейля [Weyl, 1919], которые впоследствии были доработаны Дж. Уотсоном [Watson, 1919] и Фоком В.А. [Фок, 1946]. Современные теории распространения СДВ-ДВ радиоволн, представленные преимущественно в работах Краснушкина П.Е. [Краснушкин, Яблочкин, 1963], Уэйта [Wait, 1970], Макарова Г.И. [Макаров и др., 1993], рассматривают волноводное распространение в сферическом резонаторе Земля-ионосфера.

1.1 Волноводное распространение СДВ-ДВ сигналов

Ионосферой называют ионизированную часть верхней атмосферы, содержащую свободные ионы и электроны. Ионный состав верхней атмосферы определяется составом воздуха и протекающими фотохимическими реакциями. Доминирующими являются ионы атомарного кислорода О+; также в ионосфере имеется значительное содержание ионов атомарного N+ и молекулярного N2+ азота, молекулярного кислорода О2+ и окиси азота (NO)+ [Альперт, 1972]. Основным ионизирующим фактором ионосферы является ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца; частично в образовании ионов участвуют космические лучи, корпускулярные потоки. Характер протекающих в ионосфере реакций фотоионизации и фоторекомбинации, прилипания и отлипания электронов, перезарядки ионов, диссоциативной рекомбинации существенным образом изменяется с высотой.

Высотное распределение электронной концентрации, приведенное в [Харгривс, 1982], показано на рисунке 1.1. В структуре ионосферы выделяют слой Э на высотах 60-85 км, который существует только днем с концентрацией электронов Ме«102...103 см"3, область Е на высотах 95-120 км с электронной концентрацией N «1-105...4-105 см-3 днем и N « 5• 103...104 см-3 ночью, а также на высоте свыше 180 км Б-область, дневной N «106 см-3 и ночной N «105 см-3 максимумы которой сильно варьируются во высоте (ориентировочно ~ 300 км).

Рисунок 1.1 - Приблизительное распределение электронной концентрации среднеширотной ионосферы по высоте для максимума (непрерывные линии) и для минимума (штриховые линии) солнечной активности [Харгривс, 1982]

Для распространяющейся в ионизированном газе электромагнитной волны частоты ю относительная диэлектрическая проницаемость, главным образом, определяется электронной концентрацией и имеет вид [Долуханов, 1972]:

=1 , (1.1)

(а2 +У2 )?0те

где е « -1.6 • 10-19Кл - заряд электрона;

£0 «8.854•Ю-12 Ф/м - электрическая постоянная; те « 9.1-10-31 кг - масса электрона;

у - частота столкновений электронов с нейтральными молекулами, Гц.

Удельная проводимость при этом оказывается равной

е2 Ыу

= 7~2-. (1.2)

(ю + у \те

Вклад тока ионов в величину еи оказывается пренебрежимо мал, так как даже для наиболее легкого из ионизируемых газов (атомарный азот) масса иона оказывается много больше массы электрона. В случаях с малым числом соударений ¿у » к выражение (1.1) можно упростить, а показатель преломления радиоволны в ионосфере представить как

и 80.8N г п ^

п ^Д —уг^, (13)

где Ые - концентрация электронов, cм 3; / - частота радиоволны, кГц.

Величина / 80.8Ые является плазменной частотой колебаний

свободных электронов в ионосфере [Чукин, 2004]. Когда /»/ показатель

преломления близок к единице, а радиоволна проходит ионосферу насквозь. При / = / показатель преломления обращается в ноль, а энергия электромагнитной

волны поглощается плазмой вследствие резонанса частот. И наконец, в случаях, когда , радиоволна распространяться в плазме не может, и происходит ее

отражение. Плазменная частота при этом совпадает с критической частотой вертикально падающей радиоволны.

В случае наклонного падения на ионизированную область верхней атмосферы процесс распространения радиоволны описывают при помощи

приближений геометрической оптики. Отрицательный градиент показателя преломления (Ne растет с увеличением высоты, а n - падает) создает условия для полного внутреннего отражения, а условием поворота луча при входе радиоволны в ионосферу под углом % является равенство

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Полетаев Александр Сергеевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алсаткин С.С., Медведев А.В., Ратовский К.Г. Суточно-сезонные вариации электронной концентрации во внешней ионосфере по данным Иркутского радара некогерентного рассеяния // Взаимодействие полей и излучения с веществом: Материалы XIV конференции молодых ученых. -Иркутск: ИСЗФ СО РАН, 14-18 сентября 2015. - 364 с. - С. 92-95.

2. Альперт Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера / Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Наука, 1972. - 564 с.

3. Альтшуллер Г.Б., Елфимов Н.Н., Шакулин В.Г. Кварцевые генераторы: Справочное пособие // М.: Радио и связь, 1984. - 234 с. - С. 13.

4. Афраймович Э.Л. [и др.]. Сейсмоионосферные и сейсмоэлектромагнитные процессы в Байкальской рифтовой зоне / отв. ред. Г.А. Жеребцов; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т солнечно-земной физики, Ин-т земной коры, Ин-т физического материаловедения (Интеграционные проекты СО РАН; вып. 35). - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. - 304 с.

5. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы / изд. 3-е перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 2000. - 462 с.

6. Бахметьева Н.В., Беликович В.В., Каган Л.М., Понятов А.А., Толмачева А.В. Исследование атмосферы земли методом резонансного рассеяния радиоволн на искусственных периодических неоднородностях ионосферной плазмы // Вестник РФФИ. - Кострома: Линия График Кострома, 2007. - № 3 (53). - С. 8-35.

7. Башкуев Ю.Б., Адвокатов В.Р., Буянова Д.Г., Пушкарев М.Г., Дембелов М.Г. Анализ условий распространения СДВ радиоволн в волноводе «Земля-ионосфера» на трассах «Новосибирск - Улан-Удэ» и «Комсомольск-на-Амуре - Улан-Удэ» во время магнитных бурь и солнечных вспышек 31 августа-12 сентября 2017 года // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. - 2018. - № 5(25). -С. 8-16.

8. Безрукин, А.Г., Григорьев К.А., Ченский А.Г. Прецизионные часы для автономных систем // Вестник ИрГТУ. - 2012. - №12 (71). - С. 204-209.

9. Беленький М.И., Орлов А.Б., Пронин А.Е., Уваров А.Н. Моделирование ВИВ по ВФА СДВ и анализ сопутствующих амплитудных вариаций / В сб. IX Региональной конференции по распространению радиоволн. - СПб, С.Петербург. гос. ун-т, 28 - 30 окт. 2003 г.

10. Беленький М.И., Орлов А.Б., Пронин А.Е., Уваров А.Н. О зависимости величины ВФА СДВ от зенитного угла Солнца на протяженных трассах в различных широтах / В сб. VIII Региональной конференции по распространению радиоволн. - СПб, СПбГУ, 29-30 октября 2002 г.

11. Богданов В.В., Бузевич А.В., Виницкий А.В., Дружин Г.И., Купцов А.В., Поддельский И.Н., Смирнов С.Э., Чернева Н.В., Шевцов Б.М. О влиянии солнечной активности на атмосферные и сейсмические процессы Камчатки // Сб.: Комплексные сейсмологические и геофизические исследования на Камчатке. -Петропавловск-Камчатский, 2004. - С. 259-278.

12. Болошин С.Б., Семенов Г.А., Гузман А.С., Головушкин Г.В., Олянюк П.В. Радионавигационные системы сверхдлинноволнового диапазона. - М.: Радио и связь, 1985. - 264 с.

13. Ботова М.Г., Романовская Ю.В., Намгаладзе А.А. Вариации ионосферы: сопоставление результатов моделирования с данными наблюдений // Вестник МГТУ, 2014. - Т. 17. - № 2. - С. 385-393.

14. Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. - М.: Наука, 1988. -528 с.

15. Вальпа О. Модуль приемника спутниковых систем навигации // Современная электроника. - М.: СТА-Пресс, 2012. - №6. - 84 с. - С. 34-39.

16. Васильев Р.В., Кушнарев Д.С., Лебедев В.П., Медведев А.В., Невидимов Н.И., Ратовский К.Г. Наблюдение дискретных космических радиоисточников на Иркутском радаре НР // Солнечно-земная физика. - Иркуск: ИСЗФ СО РАН, 2012. - № 21. - С. 92-97.

17. Внешняя синхронизации чтения с модуля Е14-440 / Техническая поддержка / Форум «Л-Кард» [электронный ресурс]. -http://www.lcard.m/fomms/viewtopic.php?id=8992 (дата обращения 14.10.2016).

18. Гаврилов Б.Г., Ермак В.М., Поклад Ю.В., Ряховский И.А.

Экспериментальное исследование ионосферных возмущений 17 марта 2015 г. : В сб.: «Триггерные эффекты в геосистемах». Материалы III Всероссийского семинара-совещания. - Институт динамики геосфер РАН, Москва, 15 июня 2015. - С. 352-359.

19. Гаврилов Б.Г., Зецер Ю.И., Ляхов А.Н., Поклад Ю.В., Ряховский И.А.

Пространственно-временные распределения электронной плотности в ионосфере по данным регистрации полного электронного содержания и фазы ОНЧ-радиосигналов // Геомагнетизм и аэрономия, 2017. - Т.57. - №4. - С. 500-509. - doi: 10.7868/S001679401704006X.

20. Галюк Ю.П., Бисярин М.А., Заалов Н.Ю., Лутченко Л.Н. Комбинированный цифровой приемник радионавигационных систем ОНЧ и НЧ диапазонов для исследования нижней ионосферы / В сб. трудов XVIII региональной конференции по распространению радиоволн. - СПб, 13 ноября - 15 ноября 2012 г.

21. Гоков А.М., Гритчин А.И. Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. // Радиофизика и радиоастрономия, 2008. - Т. 13. - №1. - С 54-66.

22. Григоров И.Н. Все об антеннах. - М.: ДМК-Пресс, 2009. - 352 с.

23. Дамдинова Д.Б., Полетаев А.С., Ченский А.Г. Сравнительный анализ методов оценки разности фаз квазигармонических сигналов. В сб.: Современные проблемы радиоэлектроники и связи: мат-лы XIV Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых / под. ред. А.И. Агарышева, Е.М. Фискина. - Иркутск: изд-во ИРНИТУ, 19 мая 2016. - 234 а - С. 33-37.

24. Дамдинова Д.Б., Полетаев А.С., Ченский А.Г. Сравнение точности методов вычисления разности фаз квазигармонических сигналов // Вестник СибГУТИ. - 2017. - №2. - С.87-97.

25. Даревский А.И., Кухаркин Е.С. Теоретические основы электротехники. Часть 2. Основы теории электромагнитного поля: Учеб. пособие для вузов / Под. ред. П.А. Ионкина. - М.: Высшая школа, 1965. - 284 с.

26. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 3. -4-е изд. - СПб.: Питер, 2003. - 377 с.

27. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. Учебник для вузов. М.: Связь, 1972. - 336 с.

28. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. Изд. 2-е, доп. и переработ. - М.: «Сов. радио», 1974. - 536 с.

29. Ерохин Г.А., Чернов О.В., Козырев Н.Д., Кочержевский В.Д. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. - М.: Горячая Линия-Телеком, 2007. - 531 с.

30. Зайцев А.Н., Амиантов А.С. Диагностика слоя D ионосферы по данным риометров // Метрологические основы магнитных наблюдений Сибири и Дальнего Востока: Сборник докладов школы-семинара, с. Паратунка Камчатской обл., 11-16 авг. 2003 г. - Петропавловск-Камчатский: ИКИР ДВО РАН, 2003. — 103 с.

31. Захаренкова И.Е., Черняк Ю.В., Шагимуратов И.И. Использование сигналов глобальных навигационных спутниковых систем GPS/ГЛОНАСС для мониторинга сейсмоионосферных эффектов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2012. - Т. 9. -№ 3. -С.156-163.

32. Зецер Ю.И. Ионосфера. Из истории исследований // Федеральный справочник [информационно-аналитическое издание]. Т.24. Раздел XVII: Ресурсы науки. - М.: Центр стратегического партнерства, 2010. - 600с. - С. 571-574.

33. Иванов В.А. Основы радиотехнических систем ДКМ диапазона: [Учеб. пособие для вузов по специальностям «Радиотехника», «Радиосвязь, радиовещание и телевидение»] / В. А. Иванов, Н. В. Рябова, В. В. Шумаев. Под общ. ред. В. А. Иванова. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. - 204 с.

34. Игнатьев В.К., Никитин А.В., Бернардо-Сапрыкин В.Х., Орлов А.А. Измерение разности фаз квазигармонических сигналов в реальном времени // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. - №7. - C. 241-257. - DOI: 10.7463/0713.0588392.

35. Каримов Р.Р., Козлов В.И., Корсаков А.А., Муллаяров В.А., Мельчинов В.П. Вариации параметров сигналов радионавигационных станций, регистрируемых в Якутске в диапазоне очень низких частот // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли и космоса. -2012. - Т.9. - №4. - С. 57-62.

36. Кинкулькин И.Е., Рубцов В.Д., Фабрик М.А. Фазовый метод определения координат. - М.: Сов. Радио, 1979. - 280 с.

37. Козлов В.И., Каримов Р.Р., Муллаяров В.А. Использование GPS для синхронизации регистрации ОНЧ-сигналов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2008. - Т. 1. - №5. -С.132-137.

38. Козлов В.И., Каримов Р.Р., Муллаяров В.А. Регистратор сигналов сверхдлинноволновых радиостанций с синхронизацией от GPS-часов // Приборы и техника эксперимента. - 2007. - №5. - С. 153-154.

39. Козлов В.И., Корсаков А.А., Каримов Р.Р., Муллаяров В.А. Адаптация параметров модели внезапных фазовых аномалий ОНЧ сигналов радиостанций на трассах Новосибирск - Якутск и Краснодар - Якутск // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2015. - Т. 12. - №1. - С. 43-50.

40. Козлов С.И., Ляхов А.Н. Вероятностно-статистические модели ионосферы для решения задач распространения радиоволн // Взаимодействие полей и

излучения с веществом: Материалы XIII конференции молодых ученых. -Иркутск: ИСЗФ СО РАН, 9-14 сентября 2013. - 361 с. - С. 21-26.

41. Кон Г. Технологии стабилизации частоты Rakon: от истоков телекома к вершинам радионавигации // Электронные компоненты. - 2008. - №11. - С 1-3.

42. Краснушкин П.Е., Яблочкин Н.А. Теория распространения сверхдлинных волн. Изд. 2-ое. - М.: ВЦ АН СССР, 1963. - 94 с.

43. Лаборатория рентгеновской астрономии Солнца, ФИАН [электронный ресурс]. - http://tesis.lebedev.ru/ (дата обращения 19.01.2018).

44. Лебедь О.М. Исследование реакции нижней ионосферы на гелиогеофизические возмущения по данным высокоширотных наблюдений электромагнитного поля в СНЧ диапазоне: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 25.00.29 / Лебедь Ольга Михайловна. - СПб., 2016. - 163 с.

45. Лившиц М.А. Солнечные вспышки: результаты наблюдений и газодинамические процессы / Под ред. Л.М. Зеленого, И.С. Веселовского // Плазменная гелиогеофизика. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - С.60-81.

46. Макаров Г.И., Новиков В.В., Рыбачек С.Т. Распространение радиоволн в волноводном канале Земля-ионосфера и в ионосфере. - М.: Наука, 1994. -152 с.

47. Моя СДВ/VLF обсерватория [электронный ресурс]. -https://acdc.foxylab.com/node/56 (дата обращения 03.08.2017).

48. Нагуслаева И.Б., Башкуев Ю.Б. О соотношении естественного и техногенного ОНЧ электромагнитного поля в байкальском регионе / в сб.: Эволюция биосферы и техногенез // Материалы VI Всероссийского симпозиума с международным участием «Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий» и XIII Всероссийских чтений памяти академика А.Е. Ферсмана «Рациональное природопользование», «Современное минералообразование», посвященных 35-летию ИПРЭК СО РАН. - Чита, 22-28 августа 2016. - С. 146-149.

49. Нагуслаева И.Б., Башкуев Ю.Б. Сезонные вариации интенсивности ОНЧ-импульсного потока естественного электромагнитного поля Земли / в сб.:

Распространение радиоволн // Труды XXIV Всероссийской научной конференции. - Иркутск, 29 июня - 5 июля 2014 г. - С. 207-210.

50. Нестеров В.И. Основные направления исследования распространения радиоволн СДВ-диапазона в Дальневосточном регионе // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2009. - № 1. - Т. 12. - С. 91-98.

51. Нестеров В.И. Эффекты в нижней ионосфере при сейсмотектонических процессах. Обзор // Ученые заметки ТОГУ. - 2013а. - Т. 4. - № 4. - С. 12741286.

52. Нестеров В.И. Эффекты в нижней ионосфере при сейсмотектонических процессах. Экспериментальные результаты // Ученые заметки ТОГУ, 2013б.

- Т. 4. - № 4. - С. 1240-1255.

53. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. Пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. лит., 1989. - 544 с.

54. Орлов А.Б., Азарнин Г.В. Основные закономерности распространения сигналов СДВ-диапазона в волновом канале Земля-ионосфера (обзор экспериментальных работ) / В сб.: Проблемы дифракции и распространения волн, 1970 - №10. - С. 3-107.

55. Орлов А.Б., Уваров А.Н. Модель нижней ионосферы для полуденных спокойных условий и условий внезапных ионосферных возмущений по данным о распространении СДВ // Геомагнетизм и аэрономия. - 2011. - Т. 51.

- №1. - С. 80-89.

56. Патент на изобретение №2522854, Российская Федерация, МПК Н03Б 3/02 (2006.01). Способ демодуляции сигналов с минимальной частотной манипуляцией и устройство для его осуществления / Засенко В.Е., Полетаев А.С., Ченский А.Г.; заявитель и патентообладатель Иркутский государственный технический университет (Ки). - № 2013104773/08; заявл. 04.02.2013; опубл. 20.07.2014, Бюл. №20. - 17 с.

57. Патент на изобретение №2524673, Российская Федерация, МПК H04L 27/10 (2006.01). Способ измерения вариаций фазового сдвига центральной частоты

сигналов с минимальной частотной манипуляцией и устройство для его осуществления / Засенко В.Е., Полетаев А.С., Ченский А.Г.; заявитель и патентообладатель Иркутский государственный технический университет (RU).

- № 2013110631/07; заявл. 07.03.2013; опубл. 10.08.2014, Бюл. № 22. - 24 с.

58. Певницкий С., Филин С. Предварительные усилители на КР538УН3 // Радио, 1986. - №6. - С. 45-46.

59. Поклад Ю.В, Рыбаков В.А., Гаврилов Б.Г. Влияние рентгеновских вспышек на распространение радиоволн СДВ диапазона в ионосфере Земли: В сб.: Динамические процессы в геосферах. Сборник тезисов докладов Школы молодых ученых. - ИДГ РАН, Москва, 15 июня 2015. - C. 57.

60. Полетаев А.С. Обработка и статистический анализ экспериментальных данных наклонного зондирования ионосферы в СДВ-ДВ диапазоне: В сб.: Инженерные и научные приложения на базе технологий NI NIDays - 2015: Сборник трудов XIV международной научно-практической конференции, Москва 27 ноября 2015 г. - М.: ДМК-пресс, 2015. - С. 320-323.

61. Полетаев А.С. Программа для обработки экспериментальных данных сигнальной информации сверхдлинноволновых передатчиков // Молодежный вестник ИрГТУ. - 2011. - №1 (март).

62. Полетаев А.С., Григорьев К.А. Мониторинг нижней ионосферы в СДВ диапазоне с помощью виртуального приемника в LabVIEW: В сб.: Инженерные и научные приложения на базе технологий National Instruments

- 2012. Сборник трудов XI международной научно-практической конференции - М.: ДМК-пресс, 2012. - Москва, 6 - 7 декабря 2012 г. - 504 c.

- C. 458-460.

63. Полетаев А.С., Ченский А.Г. Вариации параметров СДВ радиосигналов во время серий солнечных вспышек в сентябре 2017 г.: В сб.: Взаимодействие полей и излучения с веществом. Сборник трудов XVI Конференции молодых ученых. - Иркутск, 16-21 сентября 2019. - С.363-366.

64. Полетаев А.С., Ченский А.Г. Радиопеленгация ОНЧ передатчиков по данным сверхдлинноволнового интерферометра. В сб.: Современные

проблемы радиоэлектроники: мат-лы XXI Всероссийской научно-технической конференции с международным участием / под. ред. А.И. Громыко. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 3-4 мая 2018. - 526 с. - С. 32-36.

65. Полетаев А.С., Ченский А.Г., Григорьев К.А. Мониторинг нижней ионосферы методом наклонного зондирования СДВ радиосигналами // Вестник ИрГТУ. - 2012. - № 10 (69). - С. 203-211.

66. Полетаев А.С. Ченский А.Г., Токмачев Д.А. Мониторинг ионосферных возмущений когерентными сигналами СДВ радиостанций: В сб.: Взаимодействие полей и излучения с веществом. Сборник трудов XIII Конференции молодых ученых, ISSN 0135-3748 - Иркутск, 9 - 14 сентября 2013. - 361 с. - С. 198-202.

67. Полетаев А.С., Ченский А.Г., Токмачев Д.А. Интерферометрические измерения параметров сверхдлинноволновых радиосигналов // XXIV Всероссийская научная конференция «Распространение радиоволн», Иркутск, 29 июня - 5 июля 2014 г., Труды конференции. - 2014. -Т. I. - С. 276-279.

68. Полетаев А.С., Ченский А.Г., Токмачев Д.А. Дистанционная диагностика ионосферы методом наклонного зондирования СДВ радиосигналами: В сб.: «Динамические процессы в геосферах». Сборник тезисов докладов Школы молодых ученых. - ИДГ РАН, Москва, 15 июня 2015а. - С. 93-94.

69. Полетаев А.С., Ченский А.Г., Токмачев Д.А. Регистрация вариаций амплитуды и фазы сигналов навигационных СДВ передатчиков: В сб.: Взаимодействие полей и излучения с веществом. Сборник трудов XIV Конференции молодых ученых. - Иркутск, 14-18 сентября 2015б. - С. 252-255.

70. Полетаев А.С. Ченский А.Г., Токмачев Д.А. Приемный тракт сверхдлинноволнового интерферометра // Датчики и системы. - 2018. - № 6 (226). - С. 51-60.

71. Пулинец С.А., Узунов Д.П., Карелин А.В., Давиденко Д.В. Физические основы генерации краткосрочных предвестников землетрясений. Комплексная модель геофизических процессов в системе литосфера-

атмосфера-ионосфера-магнитосфера, инициируемых ионизацией // Геомагнетизм и аэрономия, 2015. - Т. 55. - № 4. - С. 540-558.

72. Ременец Г.Ф. Исследование динамики электрических свойств средней атмосферы и нижней ионосферы по интерферометрическим данным сверхдлинных волн: дис. ... докт. физ.-мат. наук: 01.04.03 / Ременец Георгий Федорович. - СПб, 2004. - 261 c.

73. Рожной А.А., Соловьева М.С., Молчанов О.А., Чебров В.Н., Воропаев В.Ф. ОНЧ/НЧ мониторинг ионосферных возмущений сейсмического происхождения в Курило-Камчатском регионе / в сб.: Проблемы комплексного геофизического мониторинга дальнего востока России: Труды II региональной научно-техн. конф. - Петропавловск-Камчатский, 11-17 октября 2009. - 168 с.

74. Ротхаммель К., Кришке А. Антенны. Том 2. (11-е издание): Пер. с нем. -М.: Данвел, 2007. - 416 с.

75. Ряховский И.А. Генерация и распространение КНЧ/ОНЧ излучения в литосферно-атмосферно-ионосферной системе: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 25.00.29 / Ряховский Илья Александрович. - М., 2014. - 120 с.

76. Ряховский И.А., Гаврилов Б.Г., Ермак В.М., Поклад Ю.В. Пеленгация ионосферных источников сверхслабого КНЧ/ОНЧ излучения. -Динамические процессы в геосферах, 2016. - № 8. - С. 161-167.

77. Свидетельство №2015619500 о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа управления сбором данных и измерения параметров СДВ радиосигналов / Полетаев А.С., Григорьев К.А., Ченский А.Г.; правообладатель ИРНИТУ; заявл. 15.06.2015 № 2015615068; дата гос. регистрации в Реестре программ для ЭВМ 04.09.2015; опубл. 20.10.2015, Бюл. № 10.

78. Семенов В. Фильтры сигналов низких и инфранизких частот на переключаемых конденсаторах // Современная электроника. - 2006. - №2. - С. 42-45.

79. Сливинский А.П., Бушуев Ф.И., Калюжный Н.А., Образцов Ю.М., Шульга А.В. О возможности краткосрочного прогноза разрушительных

землетрясений по сигнальной информации сверхдлинноволновых передатчиков // Геофизический журнал. - 2006. - № 2. - Т.28. - С. 109-117.

80. Смирнов С.Э. Реакция электрического состояния приземной атмосферы на геомагнитную бурю 5 апреля 2010 г. // Доклады академии наук, 2014. - Т.456.

- № 3. - С. 342-346. - doi: 10.7868/S0869565214150183.

81. Смирнова Н.В., Ляхов А.Н., Зецер Ю.И., Осепян А.П., Менг Ч.-И., Смит Р., Нильсен Г.К.Ш. Роль высыпающихся протонов в ионизации полярной ионосферы // Космические исследования том, 2004. - Т.42. -№ 3. -С. 219-227.

82. Соколов С.Н., Штенников Ю.Б., Орлов А.Б., Пронин А.Е. Оценки величины послебуревых эффектов, вызываемых потоками высыпающихся магнитосферных электронов, при распространении СДВ-сигналов на среднеширотных трассах // Геомагнетизм и аэрономия. - 1994. - Т. 34. - №2.

- С. 107-113.

83. Соловьева М.С. Диагностика крупномасштабных ионосферных возмущений сейсмического происхождения зондирующими низкочастотными сигналами: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 25.00.10 / Соловьева Мария Сергеевна. - М., 2008. - 117 с.

84. Теория и практика цифровой обработки сигналов / MSK сигналы с гауссовой огибающей (GMSK) [электронный ресурс]. -http://www.dsplib.ru/content/gmsk/gmsk.html (дата обращения 17.07.2017).

85. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: Пер. с англ./ Под ред. В.И. Журавлева.- М.: Радио и связь, 2000.- С. 179.

86. Фок В.А. Дифракция радиоволн вокруг земной поверхности. - М.: АН СССР, 1946. - 80 с.

87. Харгривс Дж.К. Верхняя атмосфера и солнечно-земные связи: Введение в физику околоземной космической среды (The Upper Atmosphere and Solar-Terrestrial Relations: An introduction to the aerospace environment) / пер. с англ.

- Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 351 с.

88. Хахинов В.В., Потехин А.П., Лебедев В.П., Алсаткин С.С., Ратовский К.Г., Кушнарев Д.С., Твердохлебова Е.М., Куршаков М.Ю., Манжелей А.И., Тимофеева Н.И. Результаты дистанционного зондирования ионосферных возмущений в активных космических экспериментах «Радар-Прогресс» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2012. - Т. 9. - № 3. - С. 199-206.

89. Хаякава М., Коровкин Н.В. Сейсмоэлектромагнитные явления как новая область исследования радиоволновых явлений // XII Всемирный электротехнический конгресс. ВЭЛК-2011, 4-5 октября 2011 г. - C. 336-397.

90. Ченский А.Г., Григорьев К.А., Полетаев А.С. Особенности изменения параметров СДВ радиосигналов под воздействием терминатора. В сб.: Современные проблемы радиоэлектроники и связи: мат-лы IX Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2010. - 280 c. - С. 241-247.

91. Чукин В.В. Исследование атмосферы методом электромагнитного просвечивания. Монография. - СПб, изд. РГГМУ, 2004. - 107 с.

92. Эталонные сигналы частоты и времени / Характеристики и программы передач через радиостанции, наземные и космические средства навигации, сети телевизионного и звукового вещания. - М.: ФГУП «ВНИИФТРИ», 2015. - Бюл. В15/2015.

93. Barr R., Llanwyn-Jones D., Rodger C.J. ELF and VLF radio waves // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. - 2000. - Vol. 62. - Issue 18. - pp. 1689-1718.

94. Bilitza D., McKinnell L.-A., Reinisch B., Fuller-Rowell T. The International Reference Ionosphere (IRI) today and in the future // Journal of Geodesy, 2011. -Vol. 85. - pp. 909-920.

95. Brundell J.B. Location of lightning and related phenomena using VLF/ELF radio techniques. Ph.D. thesis, University of Otago, Dunedin, New Zealand, 1999.

96. Budden K.G. The Wave-Guide Mode Theory of Wave Propagation. - London: Logos Press, 1961. - 325 p.

97. Carpenter D.L. The History of Very Low Frequency (VLF) Radio Research at Stanford; More Than Sixty Years of Discovery, Innovation, and Analysis. -Stanford University, 2012.

98. Chen J., Inan U.S., Bell T.F. VLF strip holographic imaging of lightning-associated ionospheric disturbances // Radio Science. - 1996. - Vol. 31. - № 2. -pp. 335-348.

99. Chrissan D.A., Fraser-Smith A.C. Seasonal Variations of Globally Measured ELF/VLF Radio Noise // Radio Science. - September 1996. - Vol. 31(5). - pp. 1141-1152.

100. Cohen M.B., Inan U.S., Paschal E.W. Sensitive Broadband ELF/VLF Radio Reception with the AWESOME Instrument // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2010. - Vol. 48. - №1. - pp. 3-17.

101. Crombie D.D. Periodic Fading of VLF Signals Received Over Long Paths During Sunrise and Sunset // Radio Science, NBS 68B, 1964. - Vol. 1. - pp. 27-35.

102. Crombie D.D. Further Observations of Sunrise and Sunset Fading of Very-Low-Frequency Signals // Radio Science, 1966. - Vol. 1. - pp. 47-51.

103. Cummer S.A. Lightning and Ionospheric Remote Sensing Using VLF/ELF Radio Atmospherics. Ph.D. thesis, Stanford University, 1997. - 137 p.

104. Dowden R.L., Adams C.D.D. SoftPAL / 3rd VERSIM Workshop 2008, Tihany, Hungary, 15th - 20th September 2008.

105. Ferguson J.A. A Review of the Ionospheric Model for the Long Wave Prediction Capability. - San Diego, California, USA: Naval Command, Control and Ocean Surveillance Center, 1992.

106. Galejs J. Terrestrial Propagation of Long Electromagnetic Waves. - N.Y.: Pergamon Press, 1972. - 370 p.

107. Harriman Sarah K., Paschal Evans W., Inan Umran S. Magnetic Sensor Design for Femtotesla Low-Frequency Signals / IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2010. - Vol. 48. - pp. 396-402. - doi 10.1109/TGRS.2009.2027694.

108. Inan U.S. VLF Interferometry [электронный ресурс]. -http://nova.stanford.edu/~vlf/interferometry/VLFinfer.htm (дата обновления ресурса июнь 2001a, дата обращения 11.08.2017).

109. Inan U.S. Ultra Low Power ELF/VLF Receiver Project [электронный ресурс]. -http://nova.stanford.edu/~vlf/ulp_reciv/ulp.htm (дата обновления ресурса июнь 2001b, дата обращения 11.08.2017).

110. Inan U.S. HAIL. Holographic Array for Ionospheric Lightning [электронный ресурс]. - http://nova.stanford.edu/~vlf/hail/hail.htm (дата обновления ресурса июнь 2001с, дата обращения 11.08.2017).

111. INTERMAGNET / International Real-time Magnetic Observatory Network [электронный ресурс]. - http://www.intermagnet.org/index-eng.php (дата обращения 19.02.2018).

112. Jacobsen T. The Russian VLF Navaid System, Alpha, RSDN-20 [электронный ресурс]. - http://www.vlf.it/alphatrond/alpha.htm (дата обновления ресурса 20.07.2000a, дата обращения 03.08.2017).

113. Jacobsen T. The Russian VLF. Time-signal stations, "Beta" [электронный ресурс]. - http://www.vlf.it/russianvlf/russianvlf.htm (дата обновления ресурса 04.12.2000b, дата обращения 03.08.2017).

114. Johler J.R., Berry L.A. A complete mode sum for LF, VLF, ELF terrestrial radio wave fields. - NBS, 1964. - 22 p.

115. Johnson M.P. VLF Imaging of Lightning-Induced Ionospheric Disturbances. Ph.D. thesis, Stanford University, 2000. - 115 p.

116. Jones S.L. Solar Flares: Investigations and Selected Research / edited by Sarah L. Jones. - NY: NOVA Science Publ., 2016. - 156 p.

117. Jursa S.A. Handbook of geophysics and the space environment / Edited by S.A. Jursa. - 4th Ed. US Air Force Geophysics Laboratory, Hanscom, Massachusetts, 1985. AFGL-TR-85-00315. 1023 pp.

118. Kiel Longwave Monitor / Maintained by Schnoor P.W. [электронный ресурс]. -http://www.df3lp.de (дата обращения 10.08.2017).

119. Kumar A. Amplitude and Phase Study of Subionospheric VLF Radio Signals Received at Suva. MSc thesis, The University of the South Pacific, 2007. - 135 p.

120. Kumar S. Waveguide Parameters of 19.8 kHz Signal Propagating over a Long Path. - Hindawi Corporation Research Letters in Physics. - 2009. - Article ID 216373. - pp. 1-3.

121. Lynn K.J.W. VLF Waveguide Propagation: The Basics / Propagation Effects of Very Low Frequency Radio Waves, Proceedings of the 1st International Conference on Science with Very Low Frequency Radio Waves: Theory and Observations. - American Institute of Physics, 2010.

122. MAX274/MAX275 4th and 8th-Order Continuous-Time Active Filters, Doc. 194191, Rev. 3, 10/96.

123. Maxwell E.L., Stone D.L. Natural Noise Fields 1cps to 100kc // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 1963. - Vol. AP11. - №3. - pp. 339-343.

124. Morfitt D.G., Shellman C.H. MODESRCH. An Improved Computer Program for Obtaining ELF/VLF Mode Constantans in an Earth-Ionosphere Waveguide. - San Diego, California, USA: Naval Electronics Laboratory Center, 1976.

125. NOAA / National Centers for Environmental Information // Maps of Magnetic Elements from the WMM2015 [электронный ресурс]. -https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/WMM/image.shtml (дата обращения 11.07.2018).

126. Pal S., Chakrabarti S.K. Computation of amplitude and phase of VLF radio waves: Results from comparative study between wave-hop and waveguide mode theory // XXXth URSI General Assembly and Scientific Symposium, 2011. Istanbul, Turkey 13-20 Aug. pp. 1-4. DOI: 10.1109/URSIGASS.2011.6051014.

127. Pal S., Basak T., Chakrabarti S.K. Results of computing amplitude and phase of the VLF wave using wave hop theory // Advances in Geosciences, 2011. Vol. 27. pp. 1-11. DOI: 10.1142/9789814355414_0001.

128. Paschal E.W. Phase Measurements of Very Low Frequency Signals from the Magnetosphere. Ph.D. thesis, Stanford University. - 1988, 222 p.

129. Peter W.B., Chevalier M.W., Inan U.S. Perturbations of midlatitude subionospheric VLF signals associated with lower ionospheric disturbances during major geomagnetic storms // Journal of Geophysical Research, 2006. - Vol. 111. -A03301.- doi: 10.1029/2005JA011346.

130. Peter W.B., Inan U.S. A quantitative comparison of lightning-induced electron precipitation and VLF signal perturbations // Journal of Geophysical Research. -2007. - Vol. 112. - A12212. - doi:10.1029/2006JA012165.

131. POES SEM Data Files / Direct Access to GOES and POES Data [электронный ресурс]. - https://satdat.ngdc.noaa.gov/sem/poes/data/ (дата обращения 02.09.2019).

132. Poletaev A., Chensky A., Grigorev K. Software of the system for long-term ionospheric monitoring in very low frequency range // International Siberian Conference on Control and Communications, Sibcon 2015. - Omsk, May 21-23 2015. -DOI: 10.1109/SIBraN.2015.7147323.

133. Poletaev A.S., Chensky A.G., Tokmachev D.A. A Method for Central Frequency Phase Variations Measurements of GMSK Modulated Signals // XIV International scientific-technical conference on Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE - 2018), Novosibirsk, October 2 - 6, 2018, Vol. 1, Part 3, pp. 101-104.

134. Reeve Observatory / Anchorage, Alaska USA [электронный ресурс]. -http: //www.reeve.com/Documents/Articles%20Papers/Reeve_VLF -LFStationList.pdf (дата обращения 29.08.2017).

135. Renato Romero, Marco Bruno. Reception techniques: an easy VLF loop 200 Hz-20 kHz reception without transformers [электронный ресурс]. -http://www.vlf.it/easyloop/_easyloop.htm (дата обращения 12.04.2016).

136. Rice D.D., Hunsucker R.D., Eccles J.V., Sojka J.J., Raitt J.W., Brady J.J. Characterizing the Lower Ionosphere with a Space - Weather - Aware Receiver Matrix // Radio Science Bulletin, 2009. - № 328. - 20-32 pp.

137. Shafer D.C. Spread-Spectrum VLF Remote Sensing of the Ionosphere. Ph.D. thesis, Stanford University. - 1994, 115 p.

138. SID Manual / Space Weather Monitors [электронный ресурс]. - http://solar-center.stanford.edu/SID/docs/VLF-stations.pdf (дата обращения 29.08.2017).

139. SID Monitoring Station / Maintained by Loudet L. [электронный ресурс]. -https://sidstation.loudet.org (дата обращения 10.08.2017).

140. SoftPAL LF Receiver / SoftPAL VLF Receiver. User Manual [электронный ресурс]. - http://www.lfsoftpal.com (дата обращения 08.08.2017).

141. Sommerfeld А. Uber die Austreitung electromagnetiescher Wellen in der drahtlosen Telegraphie // Ann. Phys., 1909. - Bd. 28. - S. 665-736.

142. Space Weather Monitors / Stanford Solar Center [электронный ресурс]. -http://sid.stanford.edu (дата обращения 10.08.2017).

143. SWPC / Space Weather Prediction Center // National Geographic and Atmospheric Administration [электронный ресурс]. -https://www.swpc.noaa.gov/ (дата обращения 23.01.2018).

144. Terman F.E. Radio Engineers' Handbook. - New York: McGraw-Hill, 1943.

145. Thompson Marc T. Inductance Calculation Techniques. Part II: Approximations and Handbook Methods Power Control and Intelligent Motion, December 1999 [электронный ресурс]. - http://www.thompsonrd.com/induct2.pdf (дата обращения 20.03.2016).

146. Thomson N.R., Clilverd M.A. Solar flare induced ionospheric D-region enhancements from VLF amplitude observations. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2001. - Vol. 63. - pp. 1729-1737.

147. Thomson N.R., Clilverd M.A., Rodger C.J. Midlatitude ionospheric D region: height, sharpness and solar zenith angle // Journal of Geophysical Research, 2017 -Vol. 122. - Issue 8. - 8933-8946 pp. - doi:10.1029/2017JA024455.

148. Thomson N.R., Waldrom I, McRae W.M. D-region electron densities during solar flares from VLF radio measurements / XXVII-th General Assembly of the International Union of Radio Science.- Maastricht, the Netherlands, 17-24 August 2002.

149. Tokmachev D.A., Poletaev A.S., Bezrukin A.G., Chenskii A.G., Zasenko V.E., Gubin N.A. A Synchronization System of Very Low Frequency Interferometers / Instruments and Experimental Techniques, 2014. - Vol. 57. - No. 5. - pp. 587-593.

150. Toth G., Sokolov I.V., Gombosi T.I., Chesney D.R., Clauer C.R., De Zeeuw D.L., Hansen K.C., Kane K.J., Manchester W.B., Oehmke R.C., Powell K.G., Ridley A.J., Roussev I.I., Stout Q.F., and Volberg O. Space Weather Modeling Framework: A new tool for the space science community // J. Geophys. Res., 2005. - Vol. 110. - A12226 . - doi: 10.1029/2005JA011126.

151. UltraMSK / A VLF MSK radio receiver / VLF radio receiver hardware [электронный ресурс]. - http://ultramsk.com/hardware (дата обращения 08.08.2017).

152. Uman M.A. The Lightning Discharge / International Geophysics Series. -Orlando: Academic Press, 1987. - Vol. 39. - 390 p.

153. Wait J.R. Electromagnetic Waves in Stratified Media. - Oxford: Pergamon Press, 1970.

154. Wait J.R., Spies K.P. Characteristics of the Earth-Ionosphere waveguide for VLF radio waves // NBS Tech, 1964. - Note 300.

155. Wait J.R., Spies K.P. Influence of infinite ground conductivity on the propagation of VLF radio waves // J. Res. NBS, 69D, N 10, 1965.

156. Watson G.N. The diffraction of electric waves by the Earth // Proc. Roy. Soc., 1919. - Vol. 95a. - 546 p.

157. WDC Kyoto / World Data Center for Geomagnetism [электронный ресурс]. -http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/index.html (дата обращения 14.08.2019).

158. Weyl H. Ausbreitung elektromagnetischer Wellen umber einem ebenen Leiter // Ann. Phys., 1919. - Bd. 60. - S. 481-500.

159. Yadrennikova O.V., Poletaev A.S., Chensky A.G. Influence of Solar Flares on VLF Radio Waves Propagation over JJI - Irkutsk Path // XIV International scientific-technical conference on Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE-2018), Novosibirsk, October 2-6, 2018., Vol. 1, Part 3, pp. 137-140.

160. Zigman V., Grubor D., Sulic D. D-region electron density evaluated from VLF amplitude time delay during X-ray solar flares // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2007. - Vol. 69. - Issue 7. - pp. 775-792.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ВАА И ВФА ВО ВРЕМЯ СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШЕК

Таблица А.1 - Оценка воздействия солнечных вспышек на амплитуду СДВ

сигналов (численные оценки для рисунков 3.11 - 3.14)

Станция Дата Время (итс) Класс Пиковый поток W, дБ-мкВт/м2 Прирост излучения 6W, дБ в, град. ДА, отн.ед (пТл*) 6А, дБ

1:56 X2.2 23.62 23.05 <0 1^-04 5.69

15.02.2011 4:32 C4.8 6.88 4.38 2.0 1^-05 1.33

14:44 C4.8 6.88 9.31 <0 1^-05 1.12

5:45 C5.9 7.75 8.62 8.3 1^-05 2.25

DHO 6:22 C2.2 3.44 4.36 10.7 6.90E-06 0.79

7:44 M1.1 10.61 11.07 14.0 8.60E-05 5.64

16.02.2011 9:11 C9.9 9.96 11.45 14.0 7.84E-05 5.80

10:32 C3.2 5.19 6.73 10.7 1.07Б-05 1.25

14:25 M1.6 12.17 14.54 -10.7 4.52E-05 2.63

15:32 C7.7 8.89 9.7 <0 1^-05 1.02

1:05 C2.0 3.18 4.86 27.2 7.50E-06 0.56

1:39 M1.0 10.04 11.59 34.6 3.93E-05 2.35

5:45 C5.9 7.75 8.62 59.3 3.^-05 1.58

NWC 16.02.2011 6:22 C2.2 3.44 4.36 54.5 5.90E-06 0.35

7:44 M1.1 10.61 12.97 39.3 5.25E-05 2.71

9:11 C9.9 9.96 11.45 20.3 4.50E-05 3.4

10:32 C3.2 5.19 6.73 1.9 0 0

2:24 C4.6 6.71 9.81 30.8 1.50E-04 1.23

3:15 ^.8 2.67 4.74 34.7 5.40E-05 0.45

1Л 21.02.2011 4:10 ^.5 1.79 4.98 36.4 3.04E-05 0.25

5:06 C4.1 6.19 9.75 35.1 1.50E-04 1.19

6:10 C4.3 6.38 10.94 30.3 1.90E-04 1.59

02.04.2017 2:46 C8.8 9.44 11.32 46.4 1.38 3.79

8:03 M5.4 17.36 17.59 26.8 3.03 8.00

1:05 M1.2 11.04 8.86 33.3 2.37 7.36

5:04 C4.8 6.88 5.28 49.9 1.14 3.05

Mokpo* 03.04.2017 5:27 C5.8 7.63 2.01 48.3 0.45 1.06

6:52 C5.1 7.08 4.94 38.3 0.71 2.20

8:14 C3.9 5.99 3.89 25.2 0.36 1.63

3:31 ^.9 2.97 2.36 50.6 0.26 0.89

04.04.2017 7:13 C3.8 5.81 7.23 35.4 0.93 3.30

23:42 C4.9 6.95 7.17 20.0 0.19 0.97

Таблица А.2 - Оценка воздействия солнечных вспышек на амплитуду СДВ сигналов в сентябре 2017 г. (численные

оценки для рисунков 3.15 и 3.17)

Дата Время (итс) Класс W, дБ-мкВт /м2 6W, дБ 1Л Мокро ^с твв

е, град. ДА, пТл 6А, дБ е, град. ДА, пТл 6А, дБ е, град. ДА, пТл 6А, дБ е, град. ДА, пТл 6А, дБ

04.09 5:49 М1.2 11.04 8.54 46.90 0.8463 1.47 47.30 3.6300 5.88 70.60 - - 38.00 0.4350 6.39

22:14 М2.1 13.28 1.96 7.50 0.3413 0.80 5.60 - - -3.70 0.1916 1.65 - - -

05.09 0:35 С9.8 9.93 2.30 32.60 0.2068 0.41 30.30 0.8700 1.80 30.20 0.1936 1.16 -7.20 - -

1:08 М4.2 16.40 9.62 37.90 1.2345 2.15 35.70 3.3150 5.10 38.10 0.6027 3.09 -2.40 - -

3:51 М1.0 10.05 2.53 53.80 0.3408 0.61 52.50 1.1100 1.71 75.80 0.1786 0.88 22.50 0.0840 1.48

4:53 М3.2 15.11 6.28 51.90 1.4948 2.46 51.60 2.0500 2.71 80.60 0.3467 1.65 31.20 0.3530 4.68

6:40 М3.8 15.93 10.54 39.40 1.2993 2.29 40.40 3.7200 6.02 58.70 0.6042 3.11 42.20 0.4090 5.26

10:19 С5.4 7.34 5.04 1.30 - - 3.20 - - 6.20 - - 36.40 0.0943 1.75

06.09 9:10 Х2.2 23.58 18.52 13.30 2.2807 4.41 15.10 4.8273 8.73 22.60 0.6988 3.86 42.20 0.4120 5.42

12:02 Х9.3 29.71 22.72 - - - - - - - - - 22.60 0.4230 6.40

22:14 С4.0 6.02 1.30 10.30 0.1320 0.34 8.40 - - 0.90 - - - - -

23:14 С5.0 6.99 6.99 18.00 0.2054 0.49 15.90 - - 10.70 0.1010 1.11 - - -

23:39 М1.2 11.12 5.68 22.40 0.8014 1.71 20.30 1.3700 3.22 16.70 0.4788 3.63 - - -

07.09 5:02 М2.4 14.08 13.91 50.50 1.4112 2.42 50.30 - - 78.80 0.4190 2.09 31.70 0.4280 6.73

6:28 С8.2 9.18 8.27 40.50 0.7858 1.51 41.40 2.7600 5.01 61.10 0.4752 2.51 40.70 0.3740 5.63

7:35 С3.5 5.55 1.85 29.90 0.2185 0.47 31.20 - - 45.20 0.1349 0.81 44.00 0.0860 1.49

9:54 М1.4 12.14 11.07 5.00 0.3414 1.15 7.00 - - 11.80 0.2614 1.93 38.30 0.2860 4.24

10:15 М7.3 18.63 16.08 1.40 0.2881 1.11 3.30 - - 6.80 0.2871 1.98 36.10 0.2930 3.66

14:36 Х1.3 21.45 21.62 - - - - - - - - - -1.30 0.2100 4.77

23:59 М3.9 15.94 14.63 25.80 1.4312 2.81 23.60 3.7100 7.11 21.50 0.9132 5.71 -12.50 - -

Продолжение таблицы А.2

Дата Время (итс) Класс W, дБ-мкВт /м2 6W, дБ 1Л Мокро ^с твв

е, град. ДА, пТл 6А, дБ е, град. ДА, пТл 6А, дБ е, град. ДА, пТл 6А, дБ е, град. ДА, пТл 6А, дБ

08.09 1:40 C5.3 7.60 7.27 41.90 0.2926 0.59 39.70 0.8440 1.99 45.70 0.2064 1.22 2.10 - -

2:24 M1.3 11.25 10.29 47.30 0.8696 1.58 45.30 3.4200 5.80 56.20 0.4865 2.53 8.70 - -

3:43 M1.2 11.06 11.42 52.60 0.7484 1.36 51.20 2.7200 4.72 73.80 0.4745 2.46 20.60 0.1530 3.02

5:40 C7.6 8.83 6.32 46.50 0.6987 1.28 46.70 3.2300 5.70 71.50 0.3464 1.75 35.90 0.3510 5.95

7:08 C6.0 8.36 8.81 34.00 0.4212 0.84 35.20 0.8200 1.90 51.50 0.2547 1.45 42.80 0.1810 3.15

7:49 M8.1 19.16 19.47 27.10 1.9920 3.42 28.60 4.6600 7.42 41.70 0.6609 3.43 43.80 0.5700 7.17

23:45 M2.1 13.32 12.71 23.10 1.1965 2.46 20.90 2.8200 6.02 18.10 0.7971 5.29 - - -

09.09 3:09 C6.3 8.06 6.95 50.80 0.4985 0.93 49.10 2.3200 4.32 66.40 0.2721 1.36 15.30 - -

4:28 M1.1 10.49 6.47 51.80 0.7710 1.37 51.00 3.2347 4.77 79.70 0.3455 1.67 26.70 0.2100 3.67

6:56 0.8 2.58 4.31 30.40 0.1400 0.29 31.70 0.1600 0.47 46.50 0.0868 0.50 43.10 0.2970 4.39

11:05 M3.8 15.80 14.83 -8.60 - - -6.50 - - -5.70 - - 29.40 0.4030 6.47

23:53 M1.1 10.73 6.73 24.30 0.4479 0.93 22.10 - - 20.00 0.3130 2.01 - - -

10.09 3:09 C9.0 9.60 8.46 50.50 0.9777 1.82 48.80 3.5300 6.36 66.30 0.4220 2.10 15.00 - -

9:20 C2.9 4.70 7.54 10.20 0.3561 0.97 12.10 - - 19.50 0.1600 1.07 40.00 - -

16:06 X8.2 29.16 32.54 - - - - - - - - - - 0.2630 4.92

ю 0 4

Таблица А.3 - Оценка воздействия солнечных вспышек на фазу сигнала (19.8 кГц) в сентябре 2017 г. (численные оценки для рисунков 3.18 - 3.20)

Дата Время (итс) Класс Пиковый поток мкВт/м2 Прирост излучения Д1 мкВт/м2 град. Лф, град.

04.09.2017 23:46 С7.1 7.12 1.97 18.4 9.9

05.09.2017 0:35 С9.8 9.84 4.06 30.2 27.7

1:08 М4.2 43.68 38.91 38.1 98.5

3:15 С5.2 5.28 2.93 68.1 29.8

3:51 М1.0 10.12 4.47 75.8 27.2

4:53 М3.2 32.46 24.83 80.6 99.6

6:14 С5.5 5.56 1.31 64.7 6.2

6:40 М3.8 39.16 35.7 58.7 108.8

8:13 С4.4 4.37 1.03 36.5 4.1

06.09.2017 4:46 С1.6 1.60 0.65 80.8 14.8

7:34 С2.7 2.70 1.15 45.7 14.0

9:10 Х2.2 228.15 224.94 22.6 199.3

07.09.2017 0:00 М1.2 12.93 9.46 21.7 44.0

2:57 С2.2 2.22 0.72 63.9 13.6

3:30 С1.8 1.76 0.34 72.1 6.3

5:02 М2.4 25.60 24.56 78.8 133.4

6:28 С8.2 8.27 7.04 61.1 70.0

7:35 С3.5 3.59 1.25 45.2 9.5

9:54 М1.4 16.36 15.08 11.8 24.0

10:15 М7.3 73.00 71.20 6.8 31.8

08.09.2017 0:00 М3.9 39.30 37.96 21.7 108.6

1:40 С5.3 5.76 4.68 45.7 27.6

2:24 М1.3 13.35 12.10 56.2 91.5

3:43 М1.2 12.75 11.83 73.8 73.7

5:40 С7.6 7.63 5.85 71.5 82.0

7:08 С6.0 6.85 5.95 51.5 31.6

7:49 М8.1 82.32 81.39 41.7 160.0

23:45 М2.1 21.50 20.35 18.1 78.1

09.09.2017 3:09 С6.3 6.39 5.10 66.4 66.4

4:01 С4.2 4.26 2.05 76.8 17.4

4:28 М1.1 11.19 8.67 79.7 61.6

6:29 С1.4 1.45 0.96 60.4 10.8

7:28 С1.5 1.64 0.98 46.5 3.9

23:55 М1.1 11.60 9.70 20.5 17.0

10.09.2017 3:09 С9.0 9.11 7.81 66.3 86.7

9:20 С2.9 2.95 2.43 19.5 13.2

12.09.2017 7:29 С3.0 3.00 2.85 46.1 15.9

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ЭФФЕКТЫ МАГНИТНОЙ БУРИ 5 АПРЕЛЯ 2010 г.

Е °

I тг

«- О

г................ Т"ТГ......1""1 ...............

/ ]

Jf.mlmiliilll |„„|„„|

OOOOOOOOOOOOQOOOOOOO

u'XH 'X u'XH 'Л ITXH 'Z ч\ХН 'Я

g 'в!Ш.И1гииу

u'XH 'X irXH 'A u\XH 'Z irXH 'Я

-Я-

Я

—

. и.

:

—^^

—[—J

, I ''i я

1 I

I

u'XH 'X u'XH A L'XH Z

8 U

8 H

p

L

1

gü 'BÜ^LHiruwy

g 'вйХхшшиу

и/xg 'м

Рисунок Б.1 - Вариации амплитуды сигнала 23.4 кГц (DHO) 05.04.2010: а) СДВ приемник в п. Теплоэнергетик; б) приемник в г. Киль [Kiel Longwave Monitor]; в) приемник в г. Мюре [SID Monitoring Station]; г) мягкое рентгеновское излучение Солнца по данным GOES-14; д) данные магнитометра WNG (Wingst, Germany) сети [INTERMAGNET]; e) магнитометр BOX (Borok, Russia); ж) магнитометр IRT (Irkutsk, Russia)

№1 longwave Moil lo г - S4 4IJ 10.1Е - Dale: 30U-O4-OS - Frequency: ЯЛ КНг - BanrfwUH* 100 Нг - H-Field. Nulh 50/ 330 deg.

1——-1—r

i:i' ' l:>" t

00:00 03:00 06:00 04:00 12:00 15:00 1ЯА0 г|:00 00:00

me

ж) з)

ОС GOES-11 vs ModeK OPQUIET ) from 2010-04-05 00:00 to 2010-04-05 23:59 (Method = 1, 168750 obs)

100 -0 -

drw

- i¡_- и + .i- -f

-£- —i——i—f " "

■— goes: Bt + model: Bt - goes: bgsm-x + model: bgsm-x - goes: b_gsm-y + model: b_gsm-y - goes: b_gsm-z + model: b_gsm-z

и)

00:00 UTC

Рисунок Б.2 - Вариации амплитуды СДВ сигналов 05.04.2010: а) 18.3 кГц, п. Теплоэнергетик; б) 18.3 кГц, г. Киль; в) 20.9 кГц, п. Теплоэнергетик; г) 20.9 кГц, г. Киль; д) 20.27 кГц, п. Теплоэнергетик; е) 20.27 кГц, г. Киль; ж) плотность потока электронов и протонов (GOES-11); з) 37.5 кГц, г. Киль; и) компоненты магнитного поля (GOES-11) в координатах GSM (Geocentric Solar Magnetospheric)

00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00

итс

00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00

итс

Рисунок Б.3 - СДВ сигналы, не претерпевшие амплитудные аномалии во время бури 05.04.2010 (приемник в п. Теплоэнергетик): а) JJI (22.2 кГц); б) №Ы (21.4 кГц); в) NWC (19.8 кГц)

Рисунок Б.4 - Карта взаимного расположения трасс возмущенных (бирюзовые линии) и невозмущенных (красные линии) сигналов 05.04.2010

Рисунок Б.5 - Периодограммы Ломба-Скаргла трехсуточных выборок вариаций амплитуды СДВ радиосигналов во время (сплошные линии, 5-7 апреля) и после окончания (штриховые линии, 8-10 апреля) магнитной бури 5 апреля 2010 г.: а) HWU (18.3 кГц); б) DHO (23.4 кГц); в) FTA (20.9 кГц); г) (20.27 кГц); д) JJI (22.2 кГц); е) NPM (21.4 кГц)

х 10

Ч

03

и

н

о

л

1-Р

н

о

о К

а

о

о

- 01 - 04 сентября 2017 08 - 11 сентября 2017 /\ / \ \

\У - 5. 0.99 МО"11

/ \ \ \ \ V \

л / \ \ \

1 1 || 1' А 11 1 \ : > \ \ 1 ' \ \ 1 ' \ 1 \ \ Г-~, / \ \ \ \

I1 1 (;} 1 1 1 ил "'1 \ г II \ \ / 1 1 \ х / / > \ у 1 1 1 ■> .-V ч ч

о

10

15

20

25

30

Периоды, часы

Рисунок Б.6 - Периодограммы Ломба-Скаргла трехсуточных выборок вариаций амплитуды сигнала ЭНО (23.4 кГц) во время (сплошные линии, 8 - 11 сентября) и до начала (штриховые линии, 1 - 4 сентября) сильной магнитной бури 04, произошедшей 8 сентября 2017 г. после сильнейших вспышек класса Х2.2 и Х9.3

ПРИЛОЖЕНИЕ В. ОЦЕНКА УГЛОВ СМЕЩЕНИЯ ПРИЕМНЫХ АНТЕНН

Таблица В.1 - Нахождение углов в и £ при приеме сигналов в I и III четвертях