Плакаты А0 2011(1)

1.

Характеристики ИРНР:
Диапазон частот: 154—162 МГц
Мощность:
3,2
МВт
Структура антенны Иркутского
Длительность
импульса:
70—850
мкс
радара НР:
Антенна:
секториальный
рупор
1 - внешний рупор;
Коэф.
усиления
антенны:
35—38
дБ
2 - перегородка, разделяющая
Размеры
ДН:
0,5°
х
10°
антенну на две секции;
Сектор
сканирования
ДН:
±30°
3 - возбуждающий рупор;
Поляризация:
линейная
4 - волноводно-щелевая система;
Апертура
антенны:
246
х
12,2
м
5 - ребристая замедляющая
структура;
6 – поляризационный фильтр.
Размеры антенны
Схема формирования диаграммы направленности, в
зависимости от частоты и направления запитки
антенны

2.

Структурная схема Иркутского
радара НР
Зеленые стрелки — цепочка
приемного тракта.
Красные — тракт формирования и
излучения рабочих частот.
Синим цветом выделены блоки
подвергшиеся модернизации.
Временная диаграмма формирования и
приема зондирующих импульсов
Излучение — 2 частоты (f1 и f2), разница
Δf=300 кГц
f1 — длинный, узкополосный сигнал,
f2 — короткий, широкополосный,
фазоманипулированный сигнал.
Шумы — завершение работы передатчиков,
разрядников.
Местник — сигнал отраженный от объектов
местности (горы).

3.

Мощность
Высота, км
а)
а)
Ne*10-3(см-3)
б)
б)
Магнитная буря 14—16 июля 2000г.
Время (UT)
Профиль мощности (а) и профиль электронной
концентрации Ne 15 февраля 2011г. (б).
а)
Регистрация когерентного эхо: а) геометрия
эксперимента, б) профиль мощности.
Вспышка (X-Ray, M-class)
Солнце
Лебедь-А
Кассиопея
а)
б)
б)
Уровень мощности в канале 0 (верхний полурупор)
Коэффициент корреляции между полурупорами
Разность фаз между полурупорами
Пассивные наблюдения звездных радиоисточников
(2011/06/07 6:30 – вспышка класса М, время UT)
Температуры электронов и ионов (а),
скорости дрейфа электронной плазмы (б)
в период 10—12 апреля 2009г.
Волнообразные возмущения электронной концентрации:
а) исходный профиль Ne, б) возмущения, выделенные при
помощи вычитания медианного профиля.

4.

Магнитосфера Земли
Структура атмосферы Земли
Профиль электронной концентрации,
мощности (с фарадеевскими
замираниями) и спектр сигналов НР.
Всемирная сеть радаров НР
Принцип работы:
а) обычного радара (РЛС), б) радара НР.

5. Активный космический эксперимент "Радар-Прогресс"

Активный космический эксперимент "Радар-Прогресс"
Состав участников:
ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" Роскосмоса – постановщик эксперимента.
Учреждение Российской академии наук Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН – проведение измерений.
ОАО Ракетно-космическая корпорация “Энергия” Роскосмоса – разработчик программно-методического обеспечения, техническая реализация.
Цель проведения эксперимента: Определение пространственно-временных зависимостей плотности, температуры, ионного состава локальных
неоднородностей ионосферы, возникающих в результате работы бортовых жидкостных реактивных двигателей (ЖРД) низкоорбитальных космических аппаратов.
Включаются или 8 двигателей причаливания и ориентации
(ДПО, расход топлива 376 г/с), или 1 сближающекорректирующий двигатель (СКД, расход 1 кг/с). Менялись
время включения, тип и длительность работы (от 5 до 11 сек)
двигателя, направление выхлопных струй:
навстречу радиолучу ИРНР (на РНР);
в направлении движения ТГК (на торможение);
на север в плоскости горизонта ТГК (на север);
против направления движения ТГК (на разгон).
Транспортный грузовой корабль (ТГК)
серии “Прогресс”
500
21.09.07
Высота, км
450
20.57 UT
21.04 UT
21.16 UT
400
350
300
250
200
0
20
40
60
80
100
120
Концетрация электронов (Ne*103/см3)
Пример возникновения возмущенной области
Динамика распределения концентрации электронов.
Время включения СКД на РНР 20:59.
Примеры снижения эффективной площади рассеяния (ЭПР) ТГК при работе СКД
После кратковременного включения бортовых ЖРД меняется ЭПР ТГК и в окружающей
ионосфере образуется область пониженной концентрации электронов (на 20-40 % от фонового
значения) с временем существования 15 - 20 минут

6.

Зондирование ионосферы ЛЧМ - сигналом
Ионограммы
Вертикальное зондирование
Наклонное зондирование
Возвратно-наклонное зондирование
Кругосветный сигнал

7.

ЛЧМ - ионозонд ИСЗФ СО РАН
Диапазон зондирующих частот, МГц
Скорость сканирования (изменения)
частоты, кГц/с
Разрешение по частоте, кГц
ВЗ
НЗ, ВНЗ
Разрешение по дальности, км
Дальность зондирования, км
Высокая помехозащищенность
Малая мощность излучения, Вт
ВЗ
НЗ
1.0 – 35.0
10 – 1000
10 – 30
30 – 50
1.5 – 5
90 – 40000
1 – 50
50 – 150
Изменение частоты ЛЧМ в течение периода времени
uT t cos 0t t 2
2

8.

Периоды работы
ИРНР
(дд.мм – дд.мм)
Всего часов
измерений
1436
800
2071
38161
06.03- 05.04
19.06- 26.06
01.09- 30.09
14.12 - 19.12
19.01- 23.01
06.02 - 16.02
01.03 - 29.03
01.06 - 30.06
19.09 - 25.09
30.11 - 16.12
18.01 - 18.02
25.07 - 04.08
01.09 - 30.09
21.01 - 18.02
24.03 - 17.04
06.05 - 07.05
12.05 - 19.05
04.08 - 14.08
21.09 - 27.09
12.01 - 01.03
10.03 - 12.03
21.04 - 27.04
13.06 - 15.06
20.07 - 26.07
31.08 - 06.09
683
136
501
115
93
233
634
623
117
371
682
227
441
656
531
14
145
140
134
1108
37
98
39
159
140
2006
2007
1350
94118
1620
121594
2008
2009
1581
2010
Всего
8058
2000
~800
2523
35638
42080
18862
33176
48721
51140
1016
20717
1600
150
150
Number
200
100
1200
800
0
4000
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Altitude (km)
2008
3000
250
200
2007
400
254673
250
Number
Замечено объектов во
время наблюдений
Number
Всего
замечено
объектов
Number
Год
Общее время
работы
радара НР
(часов)
2000
1000
0
5000
100
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Altitude (km)
2009
50
0
0
200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Altitude (km)
300
Диаграмма направленности антенны
в азимутальной плоскости:
а) поперечный разрез ДН в
азимутальной плоскости по
половинной мощности сигнала имеет
ширину 0,5°
b) искажения формы сигнала при
отклонении цели от центра ДН
антенны в азимутальной плоскости
4000
Number
Проекции диаграммы направленности радара НР
на высотах 1300 и 6000 км по уровню -3Дб на штатных частотах.
50
200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Altitude (km)
250
2000
200
Number
Number
200
100
1000
150
0
100
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Altitude (km)
Распределение объектов
по высотам. Шаг – 12 км.
50
0
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
0
Signal to Noise ratio
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Signal to Noise ratio
EGP (86061A)
Пер./Ап.: 1485/1505 км.
Диаметр: 2.14м
Поверхность: 1436 отражателей, объединенные в 120 наборов
(21 х 10,5см) + 318 алюминиевых плит (21 х 21см)
Верхний график – распределение числа объектов 14 и 16 февраля. Синий график –
каталогизированные объекты. Наблюдаемые на ИРНР объекты – прозрачные
гистограммы с черными линиями (шаг – 25км). Нижний график – распределение
наблюдаемых объектов по отношению сигнал/шум.
Синхронная регистрация сигнала в
двух полурупорах позволяет вести
интерференционные измерения.
COSMOS 2251 09.02.2009 10:28:00.937 (UT)
0.1
a
d
0.12
0.04
0.00
0.5
1.0
18 July 2002
1.5
2.0
2.5
0.5
1.0
12 November 2002
1.5
2.0
2.5
0.5
1.0
0.8 11 December 2001
1.5
2.0
2.5
0.16
0.12
0.001
0.08
t(sec)
220
860
225
230
235
240
0
1050
b
10
20
30
40
50
60
70
90
100
e
1000
R(km)
820
30552
0.08
0.06
900
0.04
COSMOS 2251
850
25042
0.02
800
800
-1.5
0.00
t(сек)
750
220
225
230
235
240
0
3
c
10
20
f
40
50
60
70
80
90
100
1
V(km/sec)
V(km/cec)
30
25042
2
-2
-2.5
0
Fragments of COSMOS 2251
-1
30552
-4
225
230
235
240
0.9
0.6
0.8
0.4
0.7
0.2
1.0
0.5
1.0
0.8
15 January 2002
1.5
2.0
F(Hz)
2.5
0.6
-3
220
1.0
0.0
COSMOS 2251
-2
-3
0.04
0.00
950
R(km)
840
80
Spectr (rel.un.)
0.001
12 February 2002
0.08
0.01
Amp
Amp
0.01
COSMOS 2251 14.02.2009 09:34:13.879 (UT)
0.1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Наблюдение объекта Cosmos 2251 в 10:31:46 – 10:31:58 UTC 28 февраля 2009 до
столкновения и 09:34:21 – 09:35:50 UTC 14 февраля 2009 после столкновения со спутником
Iridium 33. Верхний график обозначает амплитуду сигнала, средний – расстояние до
объекта, а нижний – его допплеровскую скорость. Точками показаны измеренные
значения, линиями – прогнозные треки.
0.4
Amp signal (rel.un.)
0
а) Диаграмма направленности антенны в
угломестной плоскости в антенной
координатной системе. Ширина ДН по
половинной мощности для каждого из
двух полурупоров вдоль короткой оси
антенны составляет 20°
b) Фазовая характеристика антенны ИРНР
была измерена экспериментально во
время наблюдений в пассивном режиме
мощного галактического радиоисточника
Лебедь-А.
3000
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.2
0.1
0.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0
5
10
15
20
25 30
t(sec)
35
40
45
Черные линии – спектр измеренного сигнала
Красные линии – модельный спектр: частота вращения 0,25Гц, угол между
лучом и осью вращения а – 85°
50