Вестник МГТУ. 2016, №1.2.

Вестник МГТУ, том 19, № 1/2, 2016 г. стр. 232–239 235 Эксперимент В работе приводятся результаты наземных наблюдений излучения ионосферного источника, образованного в результате воздействия на ионосферу мощным амплитудно-модулированным КВ излучением стенда "EISCAT/Heating", расположенного вблизи г. Тромсе (69° 35' 00'' N, 19° 12' 42'' E). Эксперимент проводился Арктическим и антарктическим научно-исследовательским институтом (ААНИИ) с 17 по 26 октября 2014 г. КВ излучение производилось в направлении магнитного зенита с частотами модуляции: 1 017 Гц, 2017 Гц и 3017 Гц. Это воздействие вызвало модуляцию проводимости нижней ионосферы и образование низкочастотного ионосферного источника. Регистрация генерируемого ионосферным источником излучения производилась двумя пространственно разнесенными СНЧ/ОНЧ приемниками: стационарный приемник установлен в обсерватории ПГИ "Ловозеро" (67° 58' 31'' N, 35° 4' 52'' E), мобильный приемник – в районе г. Апатиты, в точке с координатами 67° 30' 38'' N, 33° 29' 36'' E. Обработка сигналов. Для исследования структуры поля ионосферного источника при обработке данных, полученных в ходе эксперимента, мы использовали поляризационную матрицу, которая обладает следующими полезными свойствами: • она оптимальна для увеличения отношения сигнал/шум за счет усреднения по времени; • матрица сигнала в смеси с шумом равна сумме матрицы сигнала и матрицы шума; • при обработке нестационарных сигналов позволяет найти компромисс между статистической устойчивостью результатов и разрешением по времени. Поляризационная матрица для трех главных компонент электромагнитного поля: 11 12 13 11 11 11 21 22 23 12 22 23 31 32 33 13 23 33 . x x x y x z y x y y y z z x z y z z H H H H H E J J J J J J H H H H H E J J J J J J J J J J J J E H E H E E ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗               = = =                   J Здесь H x и H y – северная и восточная компоненты магнитного поля, E z – вертикальная компонента электрического поля. Угловые скобки означают усреднение по времени, * – комплексно сопряженную величину. Для трех компонент поля можно измерить угол, который образует вектор Пойтинга S с первой осью системы координат, данный угол отсчитывается от первой оси (в нашем случае это направление на север) в кратчайшем направлении на вторую ось (в нашем случае направление на восток) до вектора Пойтинга. Предполагается, что компоненты E x , E y и H z малы по сравнению с H x , H y и E z и ими можно пренебречь. [ ] ( ) * * * * 23 13 Re Re 0 0 Re Re , ,0 . 0 x y z T z x z y y z x x y e e e = E = e E H +e E H = J J H H   − −  S = EH Для расчета характеристик поляризации горизонтального магнитного поля использовались приведенные ниже формулы [6]: ( ) 21 12 c P = i J J − ; ( ) ( ) 2 2 11 22 12 21 l P = J J + J + J − ; 2 2 c l P= P +P ; 21 12 11 22 1 γ arctan 2 J + J = J + J       , здесь P – средняя мощность горизонтального магнитного поля, P l и P c – средние квадраты поляризованных линейно и по кругу частей горизонтального магнитного поля соответственно, γ – угол между большой осью эллипса поляризации и первой осью системы координат. Обсуждение результатов Ниже приведены основные закономерности поведения сигналов, зарегистрированных на станциях на примере сеанса нагрева ионосферы 21 октября 2014 г. Из данных каждой станции были выбраны участки времени нагрева на частотах 1017, 2017 и 3017 Гц. Каждый из этих участков преобразован узкополосным фильтром с целью выделения полезного сигнала, а также оценен шум на частотах, сдвинутых на 0.25 Гц от частоты сигнала. Элементы поляризационной матрицы были вычислены для каждого отсчета данных и затем усреднены за время цикла передатчика.