УДК 52

ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ АБСОЛЮТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПОТОКА СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ИРКУТСКОМ РАДАРЕ НЕКОГЕРЕНТНОГО РАССЕЯНИЯ (ИРНР) Первые результаты абсолютных измерений потока солнечного излучения на Иркутском радаре некогерентного рассеяния (ИРНР)

Опубликовано в Без названия · Том 4, Номер 3 · Страницы 33–38 · Рубрика: Результаты исследований
DOI: https://doi.org/10.12737/szf-43201804
Получено: 07.05.2018 Одобрено: 16.03.2026 Язык публикаций: RUS
На Иркутском радаре некогерентного рассеяния (ИРНР) проводятся регулярные пассивные радионаблюдения излучения Солнца и других мощных радиоисточников. В работе описан метод абсолютных измерений спектральной плотности потока мощности солнечного излучения на ИРНР. Под абсолютными измерениями имеется в виду определение плотности потока мощности в физических единицах [Вт·м–2·Гц–1]. Антенна ИРНР представляет собой рупор с частотным сканированием, поэтому наблюдение радиоисточников происходит на разных частотах. К тому же в раскрыве антенны имеется поляризационный фильтр, пропускающий только одну (горизонтальную) поляризацию. Для получения абсолютных значений плотности потока приемный тракт ИРНР калибруется по излучению радиоисточника Лебедь-А. Поскольку положение Солнца в диаграмме направленности ИРНР определяется частотой, отличной от частоты наблюдения Лебедя-А, проводится дополнительная калибровка общей амплитудно-частотой характеристики антенны в рабочем диапазоне 154–162 МГц по фоновому космическому радиоизлучению. Размеры солнечного диска сопоставимы с шириной главного лепестка установки в направлении север—юг, поэтому требуется учитывать форму распределения яркости в рабочем диапазоне частот. Средняя плотность потока мощности излучения спокойного Солнца составила ~5 sfu (solar flux units, 10–22 Вт·м–2·Гц–1) на частоте 161 МГц.
поток Солнца, абсолютные измерения, Иркутский радар некогерентного рассеяния (ИРНР)
Текст Список литературы
Текст (PDF)
Читать Скачать

ВВЕДЕНИЕ

Иркутский радар некогерентного рассеяния (ИРНР) работает в диапазоне 154–162 МГц и ис-пользуется для проведения ионосферных, спутниковых и радиоастрономических наблюдений. Ранее радар был модернизирован — разработана цифровая система приема, позволяющая хранить принятые реализации сигнала в комплексном представлении [Potekhin et al., 2009]. Это дает возможность отложенной обработки квадратур принятых сигналов. Антенна ИРНР представляет собой рупор размерами 246×12 м, разделенный перегородкой на два полурупора с шириной диаграммы направленности (ДН) 0.5°×20°. В антенне установлен поляризационный фильтр, пропускающий только горизонтальную компоненту поляризации падающей волны. Радар обладает частотным принципом сканирования — главный лепесток ДН наклоняется на 30° от вертикального положения в южном направлении при изменении частоты от 154 до 162 МГц. Это позволяет про-водить пассивные наблюдения за Солнцем в летнее время, а также за мощными радиоисточниками (Лебедь-А, Кассиопея, Крабовидная туманность) и фоновым космическим радиоизлучением круглогодично.

Ранее на ИРНР проводились измерения принятой мощности в относительных единицах [Васильев и др., 2013], однако научную ценность для сравнения с данными других инструментов представляют абсолютные измерения спектральной плотности потока мощности излучения S [Вт м–2 Гц–1]. Стоит отметить, что часто под абсолютными измерениями понимают измерения, проводимые без регулярной калибровки на радиометрах с известными характеристиками антенно-приемного тракта. В данной работе под абсолютными измерениями понимается определение значений физических параметров после калибровки приемного тракта. Интенсивность и пространственное распределение радиоизлучения Солнца в значительной степени определяются частотой, а низкочастотных установок с большой эффективной площадью мало. Кроме того, во время мощных радиобурь на Солнце интенсивность излучения в низкочастотном диапазоне может возрастать в несколько сотен раз. Абсолютные измерения спектральной плотности потока мощности различными методами имеют длительную историю [Baars, 2014]

Однако при разработке алгоритма калибровки радара ИРНР необходимо было учесть ряд особенностей: частотный принцип сканирования, сильную неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) антенной системы и узкую полосу приемного тракта.

1. Васильев Р.В., Кушнарев Д.С., Кашапова Л.К. и др. Первые результаты радионаблюдений Солнца и мощных дискретных источников на Иркутском радаре // Астрономический журнал. 2013. Т. 90, № 11. С. 948-958. DOI:https://doi.org/10.7868/S0004629913110078.

2. Васильев Р.В., Глоба М.В., Кушнарев Д.С. и др. Модель сигнала дискретного космического радиоисточника для Иркутского радара некогерентного рассеяния // XXV Всероссийская открытая конференция «Распространение радиоволн». Томск, 2016. Т. 3. С. 122-125.

3. Лебедев В.П., Медведев А.В., Кушнарев Д.С. Методика калибровки диаграммы направленности Иркутского радара НР // Труды IX конференции молодых ученых «Физические процессы в космосе и околоземной среде». Иркутск, 2006. С. 185-188.

4. Baars J. History of flux-density calibration in radio astronomy // The Radio Science Bulletin. 2014. N. 348. P. 47-66. DOI:https://doi.org/10.23919/URSIRSB.2014.7909943.

5. de Oliveira-Costa A., Tegmark M., Gaensler B.M., et al. A model of diffuse Galactic radio emission from 10 MHz to 100 GHz // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2008. V. 388. P. 247-260. DOI:https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2008.13376.x.

6. Heald G.H., Pizzo R.F., Orru E., Breton R.P., et al. The LOFAR Multifrequency Snapshot Sky Survey (MSSS). I. Survey description and first results // Astronomy & Astrophysics. 2015. V. 582. P. A123, 1-22. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201425210.

7. Kundu M.R., Gergely T.E., Erickson W.C. Ob-servations of the quiet Sun at meter and decame-ter wavelengths // Solar Physics. 1977. V. 53. P. 489-496. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00160291.

8. Leblanc Y., le Squeren A.M. Dimensions, temperature and electron density of the quiet corona. Their variations during the solar cycle // Astronomy & Astrophysics. 1969. V. 1. P. 239-248.

9. Medvedev A.V., Zavorin A.V., Lebedev V.P., et al. Incoherent scatter radar directional pattern using radio astronomical observations // Eighth International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. Proc. SPIE 4678. Irkutsk, 2002. DOI:https://doi.org/10.1117/12.458495.

10. Potekhin A.P., Medvedev A.V., Zavorin A.V., et al. Recording and control digital systems of the Irkutsk Incoherent Scatter Radar // Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49, N. 7. P. 1011-1021. DOI:https://doi.org/10.1134/S0016793209070299.

11. Setov A.G., Medvedev A.V., Lebedev V.P., et al. Calibration methods for absolute measurements at the Irkutsk incoherent scatter radar //, 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. Proc. SPIE 10466. Irkutsk, 2017. DOI:https://doi.org/10.1117/12.2287328.

Войти или Создать
* Забыли пароль?