• Українська
  • English
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

ЗБУРЕННЯ ПЕЛЕНГУ ДЖЕРЕЛА В РЕЗОНАТОРІ ЗЕМЛЯ–ІОНОСФЕРА З НЕОДНОРІДНІСТЮ ДЕНЬ–НІЧ

Рубрика: 
ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ, РАДІОЛОКАЦІЯ ТА ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ
Ніколаенко, ОП, Галюк, ЮП, Хайакава, М
Organization: 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: sasha@ire.kharkov.ua
 

Санкт-Петербурзький державний університет
35, Університетський просп., Санкт-Петербург, Петергоф, 198504, Росія
E-mail: j.galuk@spbu.ru
 

Інстітут Хайакава, Компанія сейсмічного електромагнетизму,
Інкубаційний центр 508 Університету електрозв'язку,
1-5-1 Чофугаока, Чофу, Токіо, 182-8585, Японія
E-mail: hayakawa@hi-seismo-em.jp
https://doi.org/10.15407/rej2018.02.022
Мова: російська
Анотація: 

Предмет і мета. Відомо, що резонатор Земля–іоносфера характеризується неоднорідністю день–ніч. Ступінь впливу цієї неоднорідності на амплітуду поля та його спектр оцінювавася в літературі. Однак не було оцінено можливий вплив цієї неоднорідності на кут приходу радіохвиль наднизькочастотного діапазону.
У даній роботі така оцінка отримано в рамках реалістичної моделі плавної іоносферної неоднорідності день–ніч. Розглянуто трасу поширення довжиною 5 Мм. Джерело розташоване в точці з координатами 22,5° п. ш. і 0° с. д., а спостерігач – в точці 22,5° п. ш. і 0° с. д. Траса поширення займає два характерних положення поблизу неоднорідності день–ніч. Одне з них відповідає 4 ч світового (за Гринвічем) часу, коли траса лежить у нічній півкулі, а друга – 8 ч світового часу, коли траса розташована поблизу ранкового термінатора на його денній стороні.

Методи і методологія. Для визначення параметрів поширення ННЧ-радіохвиль використовується метод пов-ного поля. Спектри полів знаходяться за допомогою двовимірного телеграфного рівняння.

Результати. Вдалося показати наступне: вплив термінатора відсутній, коли середина симетричної траси
лежить в центрі нічної або денної півкулі, він збіль-шується, коли траса наближається до неоднорідності. Девіації пеленга джерела можуть досягати ~3° на окремих частотах. Частотна залежність пеленга нагадує форму спектрів глобального електромагнітного (шумановского) резонансу. Для монохроматичного випромінювання спостерігається слабка еліптична поляризація, знак якої змінюється при переміщенні траси поширення з одного боку неоднорідності день–ніч на іншу. Часові варіації імпульсних ортогональних компонент горизонтального магнітного поля мають складну форму, що утруднює визначення кута приходу імпульсного радіовипромінювання. Під впливом частотної характеристики приймача шуманівського резонансу форма імпульсів істотно змінюється і результати по різні боки термінатора відрізняються один від одного. Однак максимальні девіації пеленга при цьому не збільшуються.

Висновки. Вплив неоднорідності день–ніч на азимут джерела в діапазоні шуманівського резонансу не перевищує рівень природних флуктуацій, зумовлених глобальною грозовою активністю, що суттєво ускладнить експериментальне виявлення девіацій. У спостереженнях шуманівського резонансу детектування таких девіацій стає досить складним. Виявлення термінаторного ефекту є можливим тільки для виключно потужних сплесків ННЧ-випромінювань
Ключові слова: неоднорідність день–ніч, пеленг джерела, резонатор Земля–іоносфера, шуманівський резонанс

Стаття надійшла до редакції 01.03.2018
PACS 93.85.Bc; 93.85.Jk; 94.20.Cf; 94.20.ws
УДК 537.87:550.380.2
Radiofiz. elektron. 2018, 23(2): 22-38
Повний текст (PDF)
 

References: 
  1. Mlynarczyk J., Kulak A., Salvador J. The accuracy of radio direction finding in the extremely low frequency range. Radio Sci. 2017. Vol. 52, Iss. 10. P. 1245–1252. https:// doi.org/10.1002/2017RS006370
  2. Galuk Yu. P., Nickolaenko A. P., Hayakawa M. Amplitude variations of ELF radio waves in the Earth–ionosphere cavity with the day–night non-uniformity, J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018. Vol. 169. P. 23–36. Available online 8 January 2018. https://doi.org/ 10.1016/j.jastp.2018.01.001
  3. Гюннинен Э. М., Галюк Ю. П. Поле вертикального электрического диполя над сферической Землей с неоднородной по высоте атмосферой. Проблемы дифр. и распр. радиоволн. 1972. Вып. 11. С. 100–120. Ленинград: Изд-во ЛГУ.
  4. Галюк Ю. П., Николаенко А. П., Хайакава М. Смещение антиподного максимума электрического поля в резонаторе Земля–ионосфера за счет неоднородности день–ночь. Радиофизика и электроника. 2017. Т. 22, № 2. С. 29–40. https://doi.org/10.15407/ rej2017.02.028
  5. Kudintseva I. G., Nickolaenko A. P., Rycroft M. J., Odzimek A. AC and DC global electric circuit properties and the height profile of atmospheric conductivity. Ann. geophys. 2016. Vol. 59, N 5. P. A0545 (15 p.). https://doi.org/10.4401/ag-6870
  6. Nickolaenko A. P., Shvets A. V. and Hayakawa M. Extremely Low Frequency (ELF) Radio Wave Propagation: a Review. Int. J. Electron. Appl. Res. 2016. Vol. 3, Iss. 2. 91 p. Publ. online (http://eses.co.in/ online_journal.html) ISSN 2395 0064
  7. Nickolaenko A. P., Shvets A. V. and Hayakawa M. Propagation at Extremely Low-Frequency Radio Waves. In: J. Webster, ed. 2016. Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering. Hoboken, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2016. P. 1–20. https://doi.org/ 10.1002/047134608X.W1257.pub2
  8. Nickolaenko A. P., Galuk Yu. P. and Hayakawa M. Extremely Low Frequency (ELF) Wave Propagation: Vertical Profile of Atmospheric Conductivity Matching with Schumann Resonance Data. In: Albert Reimer, ed. 2017. Horizons in World Physics. New York: NOVA Sci. Publishers. Vol. 288, Ch. 6. P. 105–128. ISBN: 978-1-63485-882-3, ISBN: 978-1-63485-905-9 (eBook).
  9. Madden T., Thompson W., Low frequency electromagnetic oscillations of the Earth–ionosphere cavity. Rev. Geophys. 1965. Vol. 3, Iss. 2. P. 211–254.
  10. Кириллов В. В. Двумерная теория распространения электромагнитных волн СНЧ-диапазона в волноводном канале Земля–ионосфера. Изв. вузов. Радиофизика. 1996. Т. 39, № 9. C. 1103–1113.
  11. Кириллов В. В., Копейкин В. Н., Муштак В. К. Электромагнитные волны СНЧ-диапазона в волноводном канале Земля–ионосфера. Геомагнетизм и Аэрономия. 1997. Т. 37, № 3. C. 114–120
  12. Самарский А. А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1989. 616 с.
  13. Belyaev G. G., Schekotov A. Yu., Shvets A. V., Nickolaenko A. P. Schumann resonance observed with the Poynting vector spectra. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1999. Vol. 61, Iss. 10. P. 751–763.
  14. Блиох П. В., Николаенко А. П., Филиппов Ю. Ф. Глобальные электромагнитные резонансы в полости Земля–ионосфера. Киев: Наукова думка, 1977. 199 с.
  15. Nickolaenko A., Hayakawa M. Resonances in the Earth–ionosphere cavty. Dordrecht, Kluwer Academic Publ, 2002. 181 p.
  16. Nickolaenko A., Hayakawa M. Schumann Resonance for Tyros (Essentials of Global Electromagnetic Resonance in the Earth–Ionosphere Cavity). Tokyo: Springer. Series XI, Springer Geophysics, 2014. 348 p.
  17. Яцевич Е. И., Швец А. В., Николаенко А. П. Влияние СНЧ приемника на характеристики наблюдаемых СНЧ-всплесков. Изв. вузов. Радиофизика. 2014. T. LVII, № 3. C. 194–205.