Введение к работе
Актуальность работы. В разьлтии современных представлений о геофизических явлениях в атмосфере и ионосферной и магнито-сферной плазме все большую роль играет изучение поля низкочастотных электромагнитных волн, регистрируемых на земной поверхности. Поле радиошумов в приземном волноводе формируется источниками ионосферно-магнитосферного и атмосферного происхождения. В географических районах с развитой промьышенностью значительный энергетический вклад в шумовое ОНЧ-НЧ (в наших исследованиях 0,5-60 кГц) поле вносят источники индустриального происхождения. Активность источников ионосферно-магнитосферного происхождения особенно высока в авроральных и субавроральных широтах.
Дискретные и шумовые радиосигналы содержат информацию об источниках, их породивших, и о состоянии пладмы околоземного космического пространства, через которое они распространяются. Изучение пространсгвенно-Еременных характеристик радиошумов на малой базе приема дает возможность рсденкт задач, связанных с пространственным распределением источников ионосферно-магнитосферного происхождения и их относительной интенсивности, которая определяется различными проявлениями солнечной активности, а такле задач распределения и относительной интенсивности радиошумов атмосферного происховдения.
В субавроральных широтах на Северо-Востоке страны, в связи с исключительно низким уровней индустриальных помех, имеются благоприятные условия для решения задач разделения в пространстве источников радношумов естественного ионосферного и атмосферного происхождения и исследования их характеристик.
Важной особенностью радиоволн ОНЧ диап'азо а является малое
4 затухание в приземном волноводе. Это обстоятельство определило размещение в этом участ'-е радиоспектра служб частоты и времени, а также радиосистем различного назначения, в частности, радионавигационных и радиопеленгационных. Одним из наиболее важных факторов, определяющих условия функционирования и погрешности работы этих радиосистеы,' являются тюстранственно-временные корреляционные (ПВК) характеристики радиошумов. Если ПВК характеристики флуктуации фазы и амплитуды сигналов на больших рас-~ стояниях изучены, то для расстояний между приемными антеннами меньших длины волны такие сведения практически отсутствуют,что делает актуальной задачу их изменил именно на малой базе.
Цель работы. Данная работа проведена с целью исследования параметров флуктуацигчной электрической составляющей естественного электромагнитного шумового поля в ОНЧ-НЧ диапазоне. С этой целью рассмотрены пространственно-временные корреляционные характеристики флуктуации вертикальной электрической компоненты поля ОНЧ-НЧ радиошумов при малой по сравнению с длиной волны базе разноса мевду приемными антеннами и пространственное распределсше источником 'радиошумов и их относительная интенсивность.
Научная новизна. Разработан новый метод исследования пространственно-временного распределения естественных ОНЧ-НЧ источников имгульсной и флуктуационной составляющих шумового поля. Получены і .(спериментальные сведения о ПВК характеристиках естественных радиошумов при малобазовом (по сравнению с длиной волны) газне^енном приеме. Выявлены суточно-сезонные вариации ПВК характеристик. Дана физическая интерпретация суточно-сезон-ных вариаций ПВК характеристик с учетом пространственного положения источников излучения и состояния приьемного волновода. Разработана обобщающая модель источников радиошумов, учитываю-
5 щая как атмосферные, так и ионосферные источники, "олучившая экспериментальное подтвервдение.
Предложен простой и точный метод определения разности времени прихода сигналов на разнесенные приемные антенны, входящие в состав макета автоматизированного измерительно-обрабатывающего комплекса, реализующего этот метод.
На защиту выносятся следующие положения:
Метод определения направления в пространстве на источники ОНЧ-НЧ излучений на основе измерения разности времен прихода сигналов при малобазовом территориал^но-разнесенном приеме;
Результаты экспериментальных исследований пространственных корреляционных характеристик радиошумов, закономерности их суточно-сезонных вариаций;
- Результаты экспериментальных исследований и пространственно-временного распределения источников широкополосных радио-шумов;
методика экспериментальной оценки вклада различных источников излучений в электрическую составгчющую флуктуации электромагнитного поля радиошумов;
модель источников радиошумов, учитывающая как атмосферные так и ионосферные источники.
Научное и прикладное значение работы. Разработанные авто-ром методы определения направления в пространстве на источники ОНЧ-НЧ излучений и оценки их относительного вклада в измеряемые радиошумы, а также полученные им экспериментальные данные и построенные модельные представления радиошумов могут быть использованы в грофизических исследованиях и при решении ряда прикладных задач, таких как определение уровня электромагнитных помех в тех или иных районах, локализации грог"вых очагов и др. Исследованные простр'чственно-временные корреляционные харак-
терисгики радиощумов на малой базе приема являются одним из наиболее важних факторов, определявших погрешности работы систеы радиопеленгации. Поэтому данная работа имеет прикладное значение с точки зрения оптимизации характеристик этих систем.
Достоверность результатов обусловлена малыми величинами аппаратурных и методических погрешностей, проанализированных и оцененных с помощью тестовых измерений, сопоставлением результатов с экспериментами других авторов. Сделанные допущения согласуются с известными литературными данными.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на Всесоюзной конференции "Прием сверхнизкочастотных колебаний и устройства для их обработки" (г.Воронеж, 1983 г.), на УП Всесоюзной школе-семинаре по ОНЧ излучениям (г.Якутск, 1985), на П Всесоюзной конференции "Прием и анализ сверхнизкочастогных колебаний естественного происхождения" (г.Воронен, 1987 г.),'на ЛИ Всесоюзной семинаре по ОНЧ излучениям (г.Ростов, 1988 г.), на Всесоюзном семинаре "Пассивная локация ґрозовьк очагов"(г.Рига, 1988 г.), а также на научных семинарах ШМА ЯНЦ СО АН СССР.
Публикации. По теме диссертации автором (в соавторстве) опубликовано 15 печатных работ и получено 2 авторских свидетельства.
Личный вклад. Автором разработана методика экспериментальной оценки вкл\ца различных источников излучений -в электрическую составляющую: флуктуации электромагнитного. поля радиощумов. Автор принимал участие 50% в разработке методов определения, направления ка источники ОНЧ-НЧ излучения на основе измерения разности времен прихода сигналов при малобазовом территориаль-но-разнесенном приеме. При непосредственном участии автора разработан и создан макет малобазового автоматизированного измери-
7 тельно-обрабатывающего комплекса для исследования пространственно-временных характеристик флукгуаций электрического поля Земли в ОНЧ-НЧ диапазоне, реализующий предложенный метод определения пространственных углов прихода сигналов. Автор принимал участие в экспериментальных наблюдениях и обработке материалов I98I-I987 гг. 14 окспедиций. Провел научный анализ полученных экспериментальных данных, положенных в основу диссертации.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Работа содержит 119 страниц цашинописного текста, 30 рисунков, I таблицу. Библиография включает 104 наименования.