Труды КНЦ вып.38 (ГЕЛИОФИЗИКА вып. 4/2016(38))

необходимо либо пересчитать в физическую величину данные, полученные в результате измерений, либо выходные данные модели привести к результатам измерений в анализируемом диапазоне частот. Последнее достигается достаточно просто при помощи обработки смоделированного сигнала фильтром, построенным на основе передаточной характеристики измерительной системы. Для этого передаточная характеристика системы сбора должна быть выражена в аналитическом виде, то есть в виде набора полюсов и нулей функции передачи. Отметим, что представление функций передачи в таком виде позволяет при обработке данных измерений избежать необоснованного использования интерполяции, которая не всегда применима к оцифрованным сигналам и может внести значительную ошибку в получаемые результаты. В данной работе на примере рамочных антенн СНЧ-ОНЧ-приемника рассматривается необходимость проведения прямых измерений передаточных характеристик антенн геофизического оборудования и приведен комплекс методик, позволяющий произвести оценку передаточной характеристики всего измерительного канала и привести полученную таким образом характеристику к виду дробно-рациональной функции. 1. Расчет характеристик активных антенн из электрической схемы Насколько бы тщательно не был бы выполнен подбор номиналов элементов схем усилителей антенн при их создании, произвести расчет передаточной характеристики измерительной антенны с заранее заданной точностью невозможно. Это связано с тем, что отклонение номинала каждого из элементов схемы от истинного значения оказывает разную степень влияния на передаточную характеристику схемы в целом. Для примера рассмотрим характеристики схемы измерительного канала горизонтальной магнитной рамочной антенны СНЧ-ОНЧ-приемника, установленного в обс. Ловозеро. Данный приемник успешно используется для исследования эффектов распространения естественных и искусственных ОНЧ- сигналов [1, 2]. Его также предполагается использовать для исследования реакции нижней ионосферы на протонные события, используя при этом оценки групповых и фазовых скоростей распространения и волнового импеданса (отношения Ez к Нт) [3, 4] электромагнитных (ЭМ) сигналов, распространяющихся в волноводе Земля-ионосфера. На точность оценки групповой скорости распространения ЭМ сигнала прямое влияние оказывает точность определения фазочастотных характеристик (ФЧХ) измерительных каналов, а точность измерения волнового импеданса определяется точностью измерения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) [5]. Для диагностики состояния нижней ионосферы оценку групповой скорости распространения и волнового импеданса предполагается производить для естественных сигналов (атмосфериков) в СНЧ-диапазоне и сигналов СДВ- передатчиков радионавигационной системы РСДН-20 в ОНЧ-диапазоне. Оценка параметров атмосфериков производится нами в диапазоне частот до 500 Гц, в работах [3, 4] рассматривается диапазон несколько уже — 95-165 Гц. Передатчики радионавигационной системы РСДН-20 излучают сигналы, частоты которых лежат в диапазоне 11-15 кГц. Отсюда следует, что для диагностики состояния нижней ионосферы на разных высотах будет использован практически весь рабочий диапазон частот СНЧ-ОНЧ-приемника, 75