В.П. Сивоконь – д.т.н., 

Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН; 

Камчатский государственный технический университет (г. Петропавловск-Камчатский)

E-mail: vsivokon@mail.ru

Р.В. Колесников – к.т.н., 

ФГУП «18 центральный научно-исследовательский институт» МО РФ

E-mail: natrit@mail.ru

И.В. Демичев – к.т.н., доцент,

Череповецкое высшее военное инженерное училище радиоэлектроники E-mail: cvviur6@mil.ru

Постановка проблемы. На состоявшейся в декабре 2018 г. в Вашингтоне конференции, посвященной столетию американского геофизического союза, немалое внимание было уделено изучению неоднородностей ионосферы. Такой интерес обусловлен не только их влиянием на радиотехнические системы, в большей степени внимание привлекает протекающие в них глобальные процессы, а именно: магнитосферно-ионосферный обмен энергией. Для исследований неоднородностей ионосферы используют радары когерентного и некогерентного рассеяния, спутниковую томографию. Такое оборудование, как правило, находится в распоряжении крупных научных центров и обычно не доступно для проведения экспериментов другими исследователями.

Цель. Разработать метод исследования магнитоориентированных неоднородностей ионосферы на основе нестандартных подходов.

Результаты. Разработан метод определения параметров магнитоориентированных неоднородностей искусственного происхождения. Выполнены исследования, подтвердившие возможность применения для оценки параметров магнитоориентированных неоднородностей методов, используемых в теории антенных систем. В частности, отдельную магнитоориентированную неоднородность можно представить в виде вибратора, а занимаемую область как систему переизлучателей. Поскольку магнитоориентированные неоднородности вытянуты вдоль силовых линий магнитного поля Земли, то эквивалентные им вибраторы будут ориентированы таким же образом. Формируемые ими диаграммы направленности будут наклонены под углом, равным магнитному наклонению. Форма диаграмм направленности определяется отношением длины неоднородности к длине волны и симметрична относительно центра вибратора. Измерив напряженность поля от двух направлений, лежащих в одном квадранте, можно определить длину неоднородности, поскольку длина волны – величина известная.

В результате проведенных экспериментов на основе предложенного метода изучены особенности существования искусственных магнитоориентированных неоднородностей ионосферы. Представлен анализ данных удаленной диагностики ионосферных неоднородностей посредством использования SDR-приемников.

Практическая значимость. Предложенный метод позволяет оценивать параметры магнитоориентированных неоднородностей ионосферы, а также повышает эффективность возбуждения межслоевого ионосферного волновода путем подбора несущей частоты, соответствующей топологии неоднородности.

1. https://fallmeeting.agu.org/2018/welcome/.
2. https://agu.confex.com/agu/fm18/meetingapp.cgi/Session/48595.
3. https://agu.confex.com/agu/fm18/meetingapp.cgi/Session/61556.
4. https://agu.confex.com/agu/fm18/meetingapp.cgi/Paper/441006.
5. Благовещенский Д.В., Корниенко В.А. Исследование ионосферы радаром обратного рассеяния во время магнитной бури 10 января 1997 г // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 47. № 4. С. 242−253.
6. Berngardt O.I., Zolotukhina N.A., Oinats A.V. Observations of field-aligned ionospheric irregularities during quiet and disturbed conditions with EKB radar: first results // Earth, Planets and Space. 2015. 67:143. DOI: 10.1186/s40623-015-0302-3.
7. Saito S., Yamamoto M., Fukao S., Marumoto M., Tsunoda R.T. Radar observations of field-aligned plasma irregularities in the SEEK-2 campaign // Annales Geophysical. 2005. № 23. P. 2307−2318.
8. Сивоконь В.П. Обратное рассеяние декаметровых волн на магнитоориентированных неоднородностях ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57. № 3. С. 343−352.
9. Сивоконь В.П. Магнитоориентированные неоднородности – ионосферная система переизлучателей // Известия ВУЗов. Физика. 2016. Т. 59. № 12-3. С. 56−60.
10. Демичев И.В., Толстов А.П., Огнев В.А. Модель распространения электромагнитной волны в ионосфере на основе алгебры кватернионов // Научная мысль (Череповец: ЧВВИУРЭ). 2019. Т. 8. № 2(32). С. 84−88.
11. Сивоконь В.П. Геофизический фактор эффективности воздействия на ионосферу // Вестник КамчатГТУ. 2018. № 43. С. 30−37.
12. http://www.naic.edu/vscience/schedule/scedfra2.htm.
13. http://www.ve3sun.com/KiwiSDR/.
14. http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/kp/index.html.
15. http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dst_realtime/201811/index.html.
16. http://www.spaceweather.gc.ca/solarflux/sx-5-en.php.
17. http://lgdc.uml.edu/common/DIDBYearListForStation?ursiCode=PRJ18.
18. Hysell D., Larsen M., Fritts D., Laughman B., Sulzer M. Major upwelling and overturning in the mid-latitude F region ionosphere // Nature Communications. 2018. DOI 10.1038/s41467-018-05809-x (www.nature.com/naturecommunications).