Гелиогеофизические исследования в Арктике: сборник трудов всероссийской конференции, Мурманск, 19-23 сент. 2016г. Апатиты, 2016.

Е.Д. Терещенко и др. Тромсе (Норвегия, 69.6°с.ш., 19.2°в.д., / —78°) с 26 сентября по 14 октября 2004 г. и на полярной нагревной установке SPEAR вблизи города Лонгйирбиен на архипелаге Шпицберген (78.9°с.ш., 16.4°в.д„ I = 82°) с 11 по 18 октября 2010 г. Нагревная установка EISCAT 6 октября 2004 года в интервале времени с 15:30 UT до 15:46 UT работала в режиме излучения импульсов длительностями 0.96 мс, 192 мс, 384 мс и 1536 мс. При этом цикл излучения импульсов составлял 4 минуты для каждого из четырех направлений излучения: 0° (в географический зенит - вертикально вверх), 7° к югу от вертикали, 14° к югу от вертикали и 21° к югу от вертикали. Нагревная установка излучала на частоте 4040 кГц используя 12 передатчиков установки, подключенных к фазированной антенной решетке № 2. При таком режиме работы нагервной установки эффективно излучаемая мощность составляла около 164 МВт с углом раствора главного лепестка диаграммы направленности 14° по уровню -3 дБ. На нагревной установке SPEAR эксперименты выполнялись в период с 11 по 18 октября 2010 г. Излучение фазированной антенной решетки в ходе экспериментов, результаты которых использовались для анализа, направлялось вдоль геомагнитного меридиана (т.е. отклонялось к югу от вертикали на 8° в плоскости геомагнитного меридиана). Эффективная излучаемая мощность нагревной установки составляла 12 МВт при этом из-за особенностей фазированной антенной решетки диаграмма направленности установки по уровню мощности -3 дБ представляет собой эллипс, ширина которого на частоте 4.45 МГц составляла 14° вдоль малой оси и 21° вдоль большой оси эллипса. В обоих случаях для регистрации искусственного радиоизлучения ионосферы применялся коротковолновый интерферометр ПГИ, установленный на расстояниях около 12 км в ходе эксперимента на установке EISCAT и 30 км - на установке SPEAR. Регистрация велась 4-х секундными сериями в течение всего цикла работы нагревной установки при каждом рабочем режиме. Дальнейший анализ данных проводился методом периодограмм со сглаживанием данных и применением окон Блэкмана — Харриса. По результатам проводилось спектральное оценивание многоканальных процессов (Марпл.-мл., 1990) с расчетом матрицы и функции когерентности для трехканальных процессов. Для последующего анализа спектральных составляющих ИРИ по функции когерентности рассчитывались квадрат модуля и фазовый спектр когерентности, позволившие определить как спектральные характеристики отдельных особенностей спектра ИРИ, так и направление прихода излучения. Результаты На рис. 1 приведены спектральные мощности наблюдаемого искусственного излучения ионосферы в ходе эксперимента на нагревной уст ановке EISCAT. -4 0 -2 0 0 20 А /, кГц (A f - f - 4040 кГц) Рисунок 1. Спектральная плотность мощности искусственного радиоизлучения ионосферы во время экспериментов на нагревной установке EISCAT 6 октября 2004 г. 15:34 U T 06.10.2 0 0 4 (3 8 .4 % ) 14:54 U T 0 6 .1 0 .2 0 0 4 (2 .4 % ) Я w« S си На рисунке показан спектр ИРИ в интервале отстроек по частое от -50 кГц до 20 кГц от частоты излучения установки (4040 кГц). Слева приведен спектр при излучении установкой импульсов длительностью 96 мс (коэффициент заполнения импульсной последовательности излучения составляет 2.4 % от рабочего цикла), а справа - при излучении импульсов длительность 1536 мс (коэффициент заполнения - 38.4 %). В обоих случаях центральная часть спектра (Д/= 0) подавлена рижекторным фильтром для исключения отраженной от ионосферы волны накачки и расширения динамического диапазона приемной системы. На рисунке обозначены некоторые характерные особенности спектра ИРИ позволяющие определить его форму. Так, слева на рисунке виден сигнал широкополосной составляющей излучения в отрицательной области отстроек по частоте от волны накачки (ВСр) характерный для пондеромоторных спектров. Составляющая спектра имеет асимметричную форму и занимает полосу частот от -40 кГц до 17 кГц. Максимальные значения ВСр находятся на частоте примерно -5 кГц -f -7 кГц и, примерно, на 30 дБм превышает уровень шума. 63