Антипов І Є, Коваль Ю А, Обельченко В В, Саприкін А В Харківський національний університет радіоелектроніки пр Леніна, 14, м Харків, 61166, Україна тел: (+38057) 7002284, e -mail: i_ant@mailru

Анотація – Розглянуто можливості полуактивного методу дослідження метеорного радіоканалу, заснованого на використанні випромінювань існуючих телевізійних передавачів

I                                       Введення

в атмосфері Землі на висоті 80 .. 110 км регулярно виникають метеорні сліди Вони формуються протягом декількох мілісекунд в результаті вторгнення в атмосферу дрібних космічних частинок і існують до декількох секунд [1]

Здатність метеорних слідів відображати радіохвилі метрового діапазону дозволяє використовувати їх для метеорної радіозвязку на відстані до 2000 км, високоточного звірення шкал еталонів часу, а також для вивчення геофізичних явищ в атмосфері [2]

У дослідницьких цілях використовуються, як правило, активні локатори, що містять у своєму складі приймачі та передавачі великої потужності Прикладами таких локаторів можуть служити BETA («Вітровий Автомат») і МАРС («Багатофункціональна автоматизована радіолокаційна система») Харківського національного університету радіоелектроніки [2]

В даний час існує ряд завдань, повязаних з дослідженням метеорних явищ

1 Оцінка коефіцієнта заповнення метеорного радіоканалу для визначення середньої швидкості передачі даних з використанням апаратури метеорного звязку Також може представляти інтерес добовий і сезонний хід коефіцієнта заповнення

2 Оцінка чисельності метеорних слідів для визначення середньої кількості сеансів звірення і, отже, інформаційно-енергетичного потенціалу каналу звірення

3 Визначення швидкості і напряму вітру (по доплеровскому зміщення частоти сигналу, відбитого від метеорного сліду)

4 Визначення радіантів метеорних часток з наступною ідентифікацією породжують їх космічних обєктів і оцінкою метеорної небезпеки

5 Дослідження властивостей іоносфери як середовища, що впливає на поширення радіохвиль

II                               Основна частина

З представлених в [2] технічних характеристик метеорних локаторів видно, що їх передавачі мають значну потужність Питання електромагнітної сумісності, небажаний вплив випромінювання на біологічні обєкти, а також прагнення оптимізувати витрати на наукові дослідження наводять на думку про використання в цілях вирішення вищевикладених завдання сигналів вже існуючих мовних станцій Вони працюють, практично, безперервно, їх потужність може досягати до 50 кВт Прийом їх сигналів виявляється можливим не тільки в межах зони обслуговування (60 .. 80 км), а й на відстанях до 2000 км (За рахунок відбиття від метеорних слідів)

Найбільший інтерес з цього погляду представляють телевізійні передавачі, що працюють на першому і другому ТВ каналах (частоти 48,5 .. 56,5 і 58,0 .. 66,0 МГц), а також радіомовні станції в I УКВ діапазоні (65,8 .. 73,0 МГц) Цей діапазон (40 .. 70 МГц) найсприятливіший для метеорного поширення радіохвиль

Потенційна інформативність пасивного методу досить висока Перерахуємо ті характеристики метеорного радіоканалу і метеорної частинки, які можуть бути знайдені методами пасивної локації [3]

Для визначення чисельності метеорних слідів на заданій трасі досить провести цікп вимірювань, закпючающійся в реєстрації факту прийому сигналу віддаленого радіо-(теле-) центру

Для оцінки коефіцієнта заповнення метеорного радіоканалу крім самого факту його виникнення необхідно зафіксувати як рівень прийнятого сигналу, так і час його існування

Для оцінки фазової стабільності каналу можна використовувати сигнали рядкової синхронізації, які входять до складу телевізійного сигналу за умови, що вони синхронізовані високоточним хранителем часу Відхилення інтервалу між синхроімпульсами від стандартного значення (64 мкс) буде характеризувати зміна часу поширення сигналу по метеорному радіоканалу

Направлення на метеорний слід може бути визначено фазовим методом (прийом на просторово рознесені антени з наступним виміром різниці фаз між ними) Відстань між антенами має становити десятки метрів

Якщо кадрові і рядкові синхроімпульси ТВ сигналу «привязані» до шкали часу того пункту, в якому формується сигнал, то ця обставина може бути використано для визначення затримки поширення сигналу і, отже, довжини траси, що при відомих кутових координатах сліду дозволить визначити його положення в просторі Для цього зберігач часу приймального пункту повинен мати відомий і стабільний зрушення шкали часу щодо шкали передавального пункту

Використання методу разнесенного синхронного прийому дає можливість визначити координати більш ніж однієї точки метеорного сліду, на підставі чого можуть бути знайдені горизонтальні координати радіанта

За амплітудно-часової характеристиці, що відображає дифракційну картину на етапі формування сліду, зафіксованої в якому-небудь з приймальних пунктів, можливе визначення швидкості породжує частинки За відомою швидкості частинки і горизонтальних координатах радіанта можуть бути знайдені його геліоцентричні координати

Найголовніша перевага пасивного методу в порівнянні з активним – відсутність спеціального передавача, що значно спрощує проведення досліджень як технічно, так і організаційно Значно спрощується обладнання, не потрібні передавальна антена або антенний комутатор, не потрібно спеціального дозволу контролюючих органів, значно знижуються експлуатаційні витрати Вплив на населення і на навколишнє середовище (реальне або уявне), також відсутній

У ході теоретичних досліджень було розглянуто розміщення найбільш потужних ТВ передавачів, що працюють на I і І частотних каналах в Європейській частині СНД [4], проаналізовано структуру ТВ сигналу і інформативність різних його елементів з точки зору напівактивною радіолокації [5] Зроблено висновок про те, що передавачі з потужністю менше 10 кВт для дослідницьких цілей не підходять

У 2004-2005 роках авторами проводився експериментальний прийом сигналів передавача Московського телецентру (I частотний канал, 50 кВт) на Науковому полігоні ХНУРЕ, розташованому в Харківській області Прийом здійснювався на пятіелементние антену «хвильовий канал» в смузі 50 кГц У нічний час чисельність склала 60 . 80 метеорів на годину Основна складність, з якою довелося зіткнутися при проведенні експерименту – Перешкоди з боку телецентрів, що працюють на тому ж частотному каналі в радіусі до 200 км

III                                   Висновок

На підставі зробленого аналізу та експерименту можна сказати, що методи напівактивною локації можуть знайти застосування для дослідження метеорних явищ і метеорного радіоканалу Практична цінність результатів таких досліджень багато в чому визначається помеховой обстановкою в місці прийому

IV                            Список літератури

[1] Кащеєв Б П, Бондар Б Г Метеорна звязок Київ: УМК МВО, 1989-76 с

[2] Кащеєв Б П, Бондар Б Г, Горбач В І, Коваль Ю А Метеори сьогодні Київ: Техн1ка, 1996 -196 С

[3] І Є Антипов, Ю А Коваль, Г В Нестеренко Про можливість пасивної радіолокації метеорних слідів / / Радіотехніка Всеукр Міжвід наук-техн СБ 2004

Вип 136 С 91 -94

[4] Антипов І Є, Бавикін В В, Коваль Ю А, шкари-років А І Оцінка можливості прийому ТБ сигналів через метеорні сліди і її експериментальне підтвердження / / Радіотехніка: Всеукр Міжвід наук-техн СБ 2005 Вип 140 С 52-56

[5] Антипов І Є, Бавикін В В, Коваль Ю А, Нестеренко Г В Аналіз елементів ТВ сигналу для їх застосування в напівактивною радіолокації Радіотехніка: Всеукр Міжвід наук-техн СБ 2005 Вип 140 С 180-184

APPLICATION OF HALF-ACTIVE METHODS FOR METEOR BURST RADIOCHANNEL RESEARCH

Antipov I E, Koval Ju A,

Obelchenko V V, Saprykin A V

Kharkov National Radioengineering University Lenin av 14, Kharkov, 61166, Ukraine Ph: (+38057) 7002284, e-mail: i_ant@mailru

Abstract – Considered in this paper is half-active method for research ofthe meteor burst radiochannel based on the use of radiation from existing television transmitters

I                                         Introduction

The meteor trails are common phenomena that happen in the Earth atmosphere at altitudes 80..100 km Those are plasma formations several kilometers long but only several meters across They are the result of small space particle intrusion into Earth atmosphere, and lasts for 01 to 10 seconds [1] At present there are several unsolved problems in the field of meteoric phenomena research: the estimation of duty cycle of meteor-burst channel, determination of data transfer rate through meteor communication line calculation of the number of existing meteor trails in order to determine the number of time scale comparison sessions and their potential measuring of wind speed and direction using the Doppler frequency shift of reflected meteor trail signal, calculation of meteor particles radiant and further determination of parent body and consequent meteoric danger

II                                        Main Part

Active radars, which are currently used for research purposes consist of transmitters, receivers and antennas Their use is concerned with radiation of high power electromagnetic waves that complicates electromagnetic compatibility problem and influences the environment

In the highly populated areas TV and broadcasting stations are transmitting around-the-clock Power and antenna beams of these stations in some cases allow to receive their signals not only in the line-of-sight, but also at the distances up to 2000 km due to meteor-burst wave propagation

TV station operating at I and II frequency channels (485 to 565 and 580 to 660 MHz) and stations broadcasting within 660-730 MHz band are the most suitable for investigation purposes Within this band (40-70 MHz) meteor-burst propagation of radio waves is more efficient As is shown in [3], various information characteristics of meteor burst channel can be determined using half-active radiolocation

During theoretical researches position of the most powerful TV transmitters (I and II channels) in the European territory of CIS was considered [4] TV signal structure and information value of its elements is analyzed from the point of view of halfactive location [5]

During 2004-2005 years signals experimental reception from Moscow TV transmitter (I channels, 50 kW) by Scientific laboratory in the Kharkov region has been carried out There were registered 60..80 meteor trails per hour The main problem is handicap from local TV transmitters within the radius up to 200 km

III                                       Conclusion

Theoretical and experimental investigations have shown, that half-active location methods can be used for researching meteoric phenomena and meteor burst channel The practical value of the results obtained is determined by landscape situation in the reception point

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р