Комбінаційні частоти сигналу доплерівського ВЧ радару в діапазоні геомагнітних пульсацій PC1
Анотація
Актуальність. Актуальність роботи обумовлена необхідністю вивчення МГД хвиль різної природи на іоносферних висотах, джерела генерації яких знаходяться в системі Земля – атмосфера – іоносфера – магнітосфера.
Об’єктом дослідження даної роботи були іоносферні збурення, що супроводжували геомагнітні пульсації протягом проходження ранкового сонячного термінатора 23–24 березня 2010 р.
Метою цієї роботи було виявлення доплерівським ВЧ радаром короткоперіодних іоносферних збурень
у діапазоні геомагнітних мікропульсацій типу Pc1 (1–5 Гц) та дослідження їх спектрального складу.
Методи і методологія. За допомогою доплерівського ВЧ радару отримано динамічні спектри варіацій, які спостерігалися.
Результати. Показано, що іоносферні збурення виникають головним чином на комбінаційних частотах. Оцінено тривалості подібних збурень – близько хвилини. Частоти збурень становили 0.7, 1.5 і 2.5 Гц. Виявлені квазіперіодичні биття з частотою 1–5 Гц, тривалість яких може становити від півгодини до декількох годин. Дано обґрунтування появ максимумів биття на комбінаційних частотах на основі моделі сигналу, модульованого в іоносфері УНЧ хвилями. Проведено порівняльний аналіз варіацій, отриманих за допомогою спектрограм, з відомими раніше моделями фазово-модульованих сигналів. Розроблено модель відбитого від іоносфери амплітудно-фазового модульованого сигналу, визначені його основні параметри.
Висновки. Доплерівське ВЧ радіозондування може бути ефективним інструментом для дослідження іоносферних збурень у діапазоні геомагнітних пульсацій Pc1. Під час дослідження часових варіацій доплерівського зміщення частоти в період весіннього рівнодення встановлено наступне. Період іоносферних збурень сягав 0.2–1 с, їх тривалість варіювала від 1 до більше, ніж 10 хв. Виявлено помітне збільшення амплітуди биття, яке може бути ознакою появи в доплерівських спектрах бічних максимумів. Установлено наявність коливань у діапазоні частот першої гармоніки спектральної резонансної системи іоносферного альвенівського резонатору. Підтверджено, що тривалі іоносферні збурення мають лінійно зростаючу частоту заповнення хвильового пакета, швидкість зміни частоти якого близька до 10–3 Гц/c.
Завантаження
Посилання
Alperovich LS, Fedorov EN. Hydromagnetic Waves in the Magnetosphere and the Ionosphere, Series: Astrophysics and Space Science Library. Dordrecht: Springer, 2007. XXIV+426 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-6637-5
The Space Model. Volume 1. Physical Conditions in Space. Moscow, Russia: KDU, 2007. 872 p. [In Russian].
Pilipenko VA. Resonance Effects of ULF Wave Fields in the Near-Earth Space, Extended Abstract of Doctoral (Phys.–Math.) Dissertation. Moscow: Schmidt IPhE, IRS RAN, 2007, 241 p. [In Russian].
Gershman BN, Eruhimov LM, Yashin YuYa. Wave of the phenomenon in an ionosphere and space plasma. Moscow: Science, 1984. 392 p. [In Russian].
Pilipenko VA, Fedorov EN, Teramoto M, Yumoto K. The mechanism of mid-latitude Pi2 waves in the upper ionosphere as revealed by combined Doppler and magnetometer observations. Ann. Geophys. 2013;31:689–695. https://doi.org/10.5194/angeo-31-689-2013
Pushin VF, Chernogor LF. Spectral Analysis of Reference Signal and of HF Signal Reflected from the Ionosphere Beats. Radio Phys. Radio Astron. 2014;19(2):160–169 [In Russian]. https://doi.org/10.15407/rpra19.02.160
Pushin VF, Chernogor LF. Detecting of Quasi-Periodic Oscillations in the Ionosphere within the Acoustic Gravity Waves Range. Radio Phys. Radio Astron. 2012;17(4):333–343 [In Russian]. http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/627
Baskakov SI. Radiotechnical Circuits and Signals. Moscow, Russia: Vysshaya shkola, 2000. 462 p. [In Russian].
Afraimovich EL. Interferential Methods of Ionosphere Sounding. Moscow: Nauka; 1982. 198 p. [In Russian].
Obayashi T. Hydromagnetic whistlers. J. Geophys. Res. 1965;70(5):1069–1078. https://doi.org/10.1029/JZ070i005p01069
Akasofu S.-I, Chapman S. Solar–Terrestrial Physics. London: Oxford U.P., 1972. XXIII, 901 p.
