СПЕКТР ВОЗМУЩЕНИЙ СОЛНЕЧНОЙ АТМОСФЕРЫ, ГЕНЕРИРУЮЩИХ ШУМОВЫЕ БУРИ В МЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН

July 27, 2012 by admin Комментировать »

Юровский Ю. Ф. Крымская астрофизическая обсерватория пос. Научный, Крым 98409, Украина Тел. (380-0654) 237370; e-mail: yurovsky@rad.crimea.ua


Рис. 1. Запись шумовой бури на 2-х частотах Fig. 1. Records of noise storm at two frequencies

Аннотация По наблюдениям шумовых бурь установлено, что в диапазоне частот 0.001-0.1 Гц спектр колебаний их интенсивности описывается гиперболической зависимостью G(F)=1/F. Показано, что спектр процесса, состоящего из коротких импульсов длительностью до 4 с, в указанном диапазоне плоский, а гиперболический спектр может образоваться из суммы импульсов, длительность которых находится в пределах от 10 до 1000 с. Следовательно, общепринятая гипотеза образования шумовых бурь из кратковременных всплесков не подтверждается результатами наблюдений. С учетом обнаруженных свойств механизм излучения шумовых бурь должен обеспечивать одновременную генерацию колебаний интенсивности длительностью от долей секунды до 1000 с.

I.  Введение

Рис. 2. Спектры мощности 111 Б 30.03.2001 г Fig. 2. Power spectrum of NS 30.03.2001

Дистанционные системы контроля и управления, радиационная обстановка в ближнем космосе, навигация, системы посадки самолетов, радиосвязь и другие виды технической деятельности человечества подвержены влиянию солнечной активности. Отсюда очевидна необходимость прогноза активности, а также поиска путей его улучшения. В отличие от видимого спектра, радиоизлучение Солнца меняется в десятки и тысячи раз и поэтому является весьма чувствительным индикатором солнечных явлений [1]. Типичным проявлением солнечной активности в радиодиапазоне являются шумовые бури (ШБ) на метровых волнах, представляющие собой повышенное, сильно флуктуирующее радиоизлучение, продолжающееся от нескольких часов до нескольких суток. Однако использование этих свойств ШБ для диагностики и прогноза активности ограничивается отсутствием ясного понимания параметров физических процессов, приводящих к генерации ШБ. В связи с этим целью данной работы явилось определение спектров ШБ по их наблюдениям и выяснение характера сопутствующих возмущений в солнечной короне.

II.  Основная часть

Аппаратура. Наблюдения проводились на двухканальном радиотелескопе, настроенном на частоты 280 и 300 МГц. Частота цифровых отсчетов уровня сигнала каждого канала составляла 10 Гц. Для устранения фрагментации интенсивных кратковременных всплесков ШБ применялась логарифмическая шкала, обеспечивавшая динамический диапазон 30 дБ. Квантование сигнала производилось на 512 уровней, точность регистрации при постоянной времени 0.1 с составляла около 2-3% потока невозмущенного Солнца.

Изучались 10 ШБ, происходивших в 2001-2002 годах, т.е. наши результаты относятся к различным ШБ, а не к одной и той же длительно существовавшей ШБ. Исследовались записи продолжительностью от 30-ти мин до 3-х часов. Пример записи ШБ показан на рис. 1, а ее спектры на рис.2. Пунктирной линией изображен 99% уровень доверия. Спектры характеризуются монотонным спадом по мере увеличения частоты. Следовательно, ни в одной области частот нет достоверно выделяющихся компонент. Оказалось, что спектры всех 10 ШБ в диапазоне частот 0.001-0.5 Гц в среднем описываются гиперболическим законом G(F)=1/FP с показателем спектра р=1.047± 0.098.

Обычно предполагается, что флуктуации ШБ состоят из "многочисленных следующих один за другим кратковременных всплесков длительностью порядка секунд и долей секунды" (обзоры [2,3] и множество ссылок в них). Но процесс, состоящий из коротких импульсов (например, «дробовой» шум диода) имеет плоский спектр [4]. А реальный гиперболический спектр ШБ свидетельствует о том, что общепринятая гипотеза образования шумовых бурь из кратковременных всплесков не подтверждается результатами наблюдений. Математическое моделирование показало, что гиперболический спектр имеет сумма импульсов, длительность которых равномерно распределена в пределах рассматриваемого диапазона частот (рис.З). Следовательно, механизм излучения шумовых бурь должен обеспечивать одновременную генерацию колебаний интенсивности (всплесков) длительностью от долей секунды до 1000 с (границы исследованного диапазона).

Fig. 3. Flat spectrum of sum of short pulses with duration

1      s (a) and hyperbolic spectrum of sum of pulses with homogeneity distributed duration in the range 10-1000 s (b)

Рис. 3. Радиальная зависимость радиопотока Солнца

Fig. 3. Radial dependence of the Sun radiostream

По результатам обработки построена изофота концентрации, соответствующей частоте 938 МГц, вблизи лимба Солнца. По измерениям, проведённым на радиотелескопе РТ-70 (г.Евпатория), на частотах

4,8   ГГц и 327 МГц с использованием этой методики построены изофоты для других значений концентрации, что в совокупности позволило осуществить построение ЗО-изображения лимба Солнца.

I.                 Заключение

Показана возможность построения ЗО-изображений космических объектов по результатам их сканирования в радиодиапазоне. Метод весьма перспективен для объектов, характеризующихся заметным трендом их пространственных характеристик.

[1]   Никитин О. Ю„ Сорокин А. Ф„ Шевченко О. Е. Широкоапертурные измерения радиальных распределений светимости радиоисточников В кн: 4-я международная конференция "Системный анализ и управление космическими комплексами", Материалы конференции. Москва: 1999, стр.30.

[2]   Шевченко О. Е. О возможности пространственной стратификации плотности источников в радиоизлучающих объектах — В кн.: 12-я Международная Крымская конференция "СВЧ техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо’2002). Материалы конференции [Севастополь, 9-13 сентября 2002 г.]. — Севастополь: Вебер, 2002, с. 309-310. ISBN 966-7968-12-Х,

IEEE Cat. Number 02ЕХ570.

[3]   Власенко В. П. Визуализация изображений объектов

—          В кн.: 12-я Международная Крымская конференция "СВЧ техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМиКо’2002). Материалы конференции [Севастополь, 9-13 сентября 2002 г.]. — Севастополь: Вебер,

2002,      с. 591-592. ISBN 966-7968-12-Х,

IEEE Cat. Number 02ЕХ570.

3D-IMAGING OF SPACE OBJECTS IN A RADIORANGE

Vlasenko V. P., Sorokin A. F., Shevchenko О. E.

The Center of Reception of the Scientific Information NSA of Ukraine

Yevpatoriya-19, Crimea Republic, Ukraine, 97419 E-mail: shoe&.ecc. Crimea, ua. sorokin&.ecc. Crimea, ua

Abstract The way of volumetric 3D-imaging of space objects in a radio range is described by means of previously offered methods of radial distributions revealing of radiation sources using results of wide-aperture integrated measurements of brightness and the method of image visualization.

Perspectivity of Abel method application for 3D-imaging of radio objects with high degree of symmetry has been shown earlier. Generally, the problem is incorrect and has no exact solution because of observed phenomenon of radiation reabsorption in the radiation source itself and on the sourceobserver way. However, in the most cases there is a final number of physically reliable solutions of the problem and presentation of a directional radiancy distribution of a radiation source is possible. From this point of view the most interesting problem is 3D-imaging of the Sun as unique radiation source.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты