Івантишин Олег-Михайло Любомирович. Інформаційно-вимірювальний комплекс на базі радіотелескопа УРАН-3 для дослідження слабких акусто-іоносферних збурень

brief description

Івантишин Олег-Михайло Любомирович. Інформаційно-вимірювальний комплекс на базі радіотелескопа УРАН-3 для дослідження слабких акусто-іоносферних збурень : дис... канд. техн. наук: 05.11.16 / Фізико-механічний ін-т ім. Г.В.Карпенка НАН України. — Л., 2007. — 179арк. — Бібліогр.: арк. 165-177.

Івантишин О.-М.Л. Інформаційно-вимірювальний комплекс на базі радіотелескопа УРАН-3 для дослідження слабких акусто-іоносферних збурень. — Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.16 — Інформаційно-вимірювальні системи. — Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, 2007.
Встановлено основні властивості акусто-іоносферних збурень природного і техногенного походження і визначено радіофізичні методи дистанційного зондування іоносфери, потенційно придатні для виявлення зазначених збурень наземними засобами. Розвинуто новий підхід до фізичного моделювання іоносферних збурень, який ґрунтується на використанні наземного керованого акустичного випромінювача та інформаційно-вимірювального комплексу.
Розроблено, створено і досліджено високочутливий інформаційно-вимірювальний комплекс на базі декаметрового радіотелескопа УРАН-3. На основі проведених теоретичних досліджень і результатів експериментальної апробації інформаційно-вимірювального комплексу шляхом натурного моделювання процесів літосферно-іоносферної взаємодії виявлено низку характерних інформаційних ознак сигналів, які отримано у процесі дистанційного акусто-електромагнітного зондування іоносфери в результаті взаємодії зондуючих радіохвиль з модифікованою акустичними хвилями областю іоносфери за рахунок ефектів відбиття, розсіяння або проходження радіохвиль.
Розвинуто метод діагностики іоносфери, який дозволяє виявляти та ідентифікувати АІЗ на основі динамічного інформаційного еталону відгуку іоносфери на штучне акустичне збурення, що відкриває зокрема перспективи створення системи виявлення сейсмо-іоносферних передвісників високоенергетичних літосферних явищ.

У дисертаційній роботі розв’язано задачу розробки та створення високочутливого інформаційно-вимірювального комплексу на базі фазованої антенної решітки радіотелескопа УРАН-3 для дистанційних досліджень слабких іоносферних збурень, спричинених дією наземного акустичного випромінюваня та проведено його експериментальне випробовування в натурних умовах.
Основні результати роботи полягають в наступному:
1. Запропоновано і розвинуто новий підхід до фізичного моделювання іоносферних збурень, який грунтується на спільному використанні відносно малопотужного наземного керованого акустичного випромінювача та розробленого високочутливого ІВК, що дало змогу провести в натурних умовах експерименти із збурення в іоносфері та дистанційного дослідження в декаметровому діапазоні АІЗ.
2. Розроблено структуру та cтворено високочутливий ІВК на базі фазованої антенної решітки декаметрового радіотелескопа УРАН-3 для дослідження слабких АІЗ, спричинених випроміненою за 60 с акустичною енергією на поверхні Землі близько 2106Дж, що на 4-5 порядків менше мінімальної акустичної енергії, характерної для науково-дослідних вибухів, які застосовувалися для штучної модифікації іоносфери до цих пір.
3. Розвинуто метод діагностики іоносфери, який дозволяє виявляти та ідентифікувати АІЗ на основі динамічного інформаційного еталону відгуку іоносфери на штучне акустичне збурення, що відкриває зокрема перспективи створення системи виявлення сейсмо-іоносферних передвісників високоенергетичних літосферних явищ.
4. Адаптовані до умов натурного моделювання і реалізовані на базі створеного високочутливого інформаційно-вимірювального комплексу радіофізичні методи дистанційної діагностики іоносфери, в тому числі радіоастрономічний метод, метод слабонахиленого зондування іоносфери та метод розсіяння радіохвиль на дрібномасштабних неоднорідностях іоносфери, що дозволило розробити нові методики акусто-електромагнітної діагностики іоносфери на їх основі, провести експериментальну апробацію створеного інформаційно-вимірювального комплексу і експериментально підтвердити можливість виявлення та ідентифікації за його допомогою слабких акусто-іоносферних збурень штучного походження.
5. Проведено експериментальну апробацію створеного інформаційно-вимірювального комплексу шляхом натурного моделювання процесів літосферно-іоносферної взаємодії на основі використання наземного керованого акустичного випромінювача. Це дало змогу виявити ряд інформаційних ознак іоносферних сигналів, які можна використати для розробки інформаційних технологій виявлення та ідентифікації слабких акусто-іоносферних збурень у процесі дистанційного радіозондування іоносфери, а саме:
зростання інтенсивності космічного радіовипромінювання в розрахунковий часовий проміжок проходження акустичної хвилі через іоносферу (t=5,8 ± 0,5 хв від початку акустичного збурення);
поява повторних відгуків в сигналах космічного радіовипромінювання з різним запізненням відносно початку акустичного збурення 20,7 ± 2,2хв; 29,3 ± 1,3хв; 41,7 ± 2,3хв; 59,6 ± 4,2хв;
зростання амплітуди і зміну характеру амплітудних флуктуацій відбитого іоносферного сигналу через 1213 хв після початку акустичного збудження з тривалістю ефекту близько 1 хв;
доплерівський зсув частоти відбитого іоносферного сигналу, характерне для рухомих іоносферних збурень з періодом 18 хв, через 30 хв від початку акустичного збурення;
квазіперіодичні коливання обвідної розсіяного іоносферного сигналу, корельовані із початком акустичного збурення;
доплерівський зсув частоти розсіяного іоносферного сигналу, який відповідає розрахунковому значенню швидкості вертикального переміщення іоносферних неоднорідностей, близькому до величини швидкості поширення звуку в атмосфері.
Інформаційно-вимірювальний комплекс впроваджено в Львівському центрі Інституту космічних досліджень НАН України та НКА України для проведення наукових досліджень.