Вестник МГТУ. 2016, №1.2.

Ларченко А. В. и др. Результаты наземных наблюдений структуры поля… 232 УДК 550.388.2 А. В. Ларченко, С. В. Пильгаев, Ю. В. Федоренко Результаты наземных наблюдений структуры поля в диапазоне очень низких частот при модификации ионосферы мощным модулированным коротковолновым излучением A. V. Larchenko, S. V. Pilgaev, Yu. V. Fedorenko Results of ground-based observations of the field structure in the range of very low frequencies with a strong modification of the ionosphere by a modulated short-wave radiation Аннотация. Приведены результаты наземных наблюдений излучения ОНЧ диапазона во время нагревного эксперимента. Показано, что поляризация горизонтального магнитного поля ионосферного источника определяется условиями распространения в волноводе Земля – ионосфера и на частотах 1 017 и 3017 Гц преимущественно линейна, а на частоте 2017 Гц – это эллиптическая левая. На частоте 1017 Гц распространение сигналов от ионосферного источника происходит только на TEM моде, на частоте 3017 Гц присутствуют три моды: TEM, ТМ01, ТЕ01. Произведена оценка фазовой скорости на частоте 1 017 Гц по измеренным разностям фаз сигналов, зарегистрированных в пространственно разнесенных точках. Abstract. The results of ground-based observations of ELF/VLF emissions during heating experiments have been described. It has been shown that the polarization of the horizontal magnetic field is determined by the propagation conditions in the Earth – ionosphere waveguide. The polarization is linear at 1 017 Hz, predominantly linear at 3 017 Hz, and left-handed elliptical at 2 017 Hz. At the frequency of 1 017 Hz waves propagate in the TEM mode only, but at the frequency of 3 017 Hz waves propagate in three modes: TEM, TM01, TE01. A phase velocity at the frequency of 1 017 Hz has been estimated by the measured phase differences of wavefields recorded in spatially separated points. Ключевые слова: ОНЧ, нагревный стенд, распространение, волновод Земля – ионосфера, поляризация, мода волновода. Key words: VLF, ionospheric heater, propagation, Earth – ionosphere waveguide, polarization, waveguide mode. Введение При исследовании эффектов модификации высокоширотной ионосферы большое внимание уделяется генерации электромагнитных волн ионосферными токами при воздействии на ионосферу модулированного коротковолнового (КВ) радиоизлучения, обусловленной изменением этих токов с частотой колебаний, равной частоте модуляции КВ радиоизлучения. Диапазон частот генерируемого таким образом сигнала при современных потенциалах нагревных стендов захватывает не только диапазон очень низких частот (ОНЧ), но и диапазон геомагнитных пульсаций – менее 10 Гц. Эффект генерации сигнала комбинированной частоты позволяет исследовать волноводные и резонансные свойства ионосферы и условия распространения низкочастотного излучения в волноводе Земля – ионосфера [1]. Результаты такого рода исследований могут быть использованы как для целей связи на низких частотах, так и для изучения глубинного распределения проводимости земной поверхности, что может дать сведения о ее геологической структуре. Считается, что мощность низкочастотного источника, возникающего при модификации ионосферы мощным КВ излучением, зависит от плотности тока в ионосфере на высотах 80–100 км, которая сильно изменяется со временем. Амплитуда низкочастотных волн от такого источника, регистрируемых на земной поверхности на расстоянии в несколько длин волн от него, определяется как особенностями возбуждения волновода Земля – ионосфера источником, погруженным в ионосферу, так и условиями распространения низкочастотных волн в волноводе. Для того чтобы отделить эффекты, связанные с изменением мощности ионосферного источника, от эффектов возбуждения поля в волноводе и распространения волноводных мод, целесообразно использовать такие параметры электромагнитного поля в точке наблюдения, которые слабо зависят от мощности источника и в основном определяются физическими процессами, контролирующими возбуждение и распространение волноводных мод. Проведенные ранее эксперименты показали, что несмотря на изменение амплитуд компонент поля на порядок, поляризация горизонтального магнитного поля остается относительно стабильной. Этот факт дает возможность предположить, что такие характеристики горизонтального магнитного поля, как тип и степень поляризации, а также эксцентриситет и ориентация эллипса поляризации в основном определяются условиями распространения в волноводе, а не процессами в ионосфере.