Цель работы - обзор основных результатов полувековой деятельности Украины (с акцентом на последнее десятилетие) в области декаметровой радиоастрономии, представление ряда астрофизических открытий в изучении Солнечной системы, Галактики и Метагалактики, демонстрация благоприятных перспектив развития отечественной и мировой низкочастотной радиоастрономии. Были применены крупнейшие в мире украинские радиотелескопы декаметровых-метровых волн УТР-2, УРАН, ГУРТ в комплексных астрофизических исследованиях различных объектов Вселенной, а также специальные методы радиоастрономических наблюдений, обеспечивающие высокие чувствительность, разрешение, динамический диапазон, помехоустойчивость и эффективность исследований. С наилучшими параметрами экспериментов проведены широкомасштабные долговременные поисковые и мониторинговые исследования низкочастотного радиоизлучения Солнца, планет, солнечного ветра, межзвездной среды, галактического фона и протяженных объектов Галактики, пульсаров, транзиентов, радиогалактик, квазаров. Открыты новые объекты и явления во Вселенной, в частности, области холодной межзвездной среды с ионизованным углеродом и соответствующие спектральные линии рекордно высоковозбужденных атомов на уровнях более 1000, обнаружены 40 неизвестных ранее на низких частотах пульсаров, электростатические разряды в атмосфере Сатурна, сверхтонкая пространственно-частотно-временная структура континуального, импульсного и спорадического радиоизлучения объектов Солнечной системы, Галактики и Метагалактики. Заключение: показаны основные достижения отечественной радиоастрономии в декаметровом и метровом диапазонах волн. Созданы, модернизированы и внедрены в регулярные наблюдения крупнейшие в мире радиотелескопы УТР-2, УРАН-1 ... УРАН-4, ГУРТ, позволившие сделать множество астрофизических открытий, признанных мировой научной общественностью. Украинские радиотелескопы незаменимы, всесторонне востребованы, включены в наземные и наземно-космические радиоастрономические сети и активно используются в международных исследованиях. Имеются благоприятные перспективы дальнейшего развития отечественной и мировой низкочастотной радиоастрономии - одного из наиболее актуальных направлений современной астрономической науки.

Предмет исследования - статистические характеристики инфразвукового сигнала (время запаздывания; скорость прихода и ее зависимость от расстояния между источником и местом регистрации, а также от азимута; длительность; период и амплитуда), сгенерированного при пролете и взрыве Челябинского космического тела 15 февраля 2013 г. Цель работы - построение корреляционных полей "скорость прихода сигнала - расстояние", "скорость прихода сигнала - синус азимута", "длительность сигнала - расстояние", "амплитуда сигнала - расстояние" и "период - период" для периодов, оцененных по двум методикам, а также их аппроксимация простыми аналитическими соотношениями. Термин "расстояние" здесь относится к расстоянию между источником инфразвука и регистрирующей его станцией. С использованием базы данных инфразвуковой системы мониторинга (IMS) ядерных испытаний, принадлежащей Организации по Договору о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (СТВТО), получены аппроксимирующие зависимости для основных характеристик инфразвукового сигнала, сгенерированного при пролете и взрыве Челябинского космического тела 15 февраля 2013 г. Показано, что корреляционное поле "скорость прихода инфразвукового сигнала - расстояние между источником и станцией" обладает значительным разбросом, среднее значение скорости составляет (286,0 +- 21,5) м/с. Получены аппроксимирующие зависимости для скорости прихода инфразвукового сигнала от расстояния между источником и станцией, а также от азимута источника, для длительности и амплитуды сигнала от расстояния. Построено корреляционное поле для периодов основного колебания, оцененного по двум различным методикам. Заключение: время запаздывания инфразвукового сигнала увеличиваюсь практически по линейному закону при увеличении расстояния между источником инфразвука и станцией. Средняя по всем трассам скорость прихода инфразвукового сигнала составляла 291 м/с. Зависимость скорости прихода от расстояния из-за сильного разброса данных наблюдений аппроксимирована константой. Зависимость скорости прихода от синуса азимутального угла (рассчитанного и оцененного) аппроксимирована линейным законом, из которого оценены средние по всем трассам значения скорости (287 - 288 м/с) и скорости тропосферно-стратосферного ветра (12 - 14 м/с). Зависимость длительности инфразвукового сигнала от расстояния аппроксимирована линейным законом. При этом длительность сигнала вблизи источника составляла около 10,7 мин. В спектре инфразвукового сигнала на разных станциях преобладали составляющие с периодом примерно от 17 до 85 с. Средние значения периодов, полученные по различным методикам, изменялись примерно от 35 до 39 с.

Рассмотрена задача о дифракции скалярной волны на кольцевой щели в бесконечно тонком экране в случае граничных условий Дирихле и Неймана. Как двойственная к ней рассмотрена также задача о дифракции на плоском кольце. Цель работы - развитие операторного метода на аксиально-симметричные структуры, поля у которых имеют непрерывный пространственный спектр. Падающее и отраженное поля разложены в ряд Фурье по азимутальному углу и интеграл Фурье - Бесселя по радиусу. Задачу для каждой азимутальной гармоники можно рассматривать отдельно от всех остальных гармоник. Поле, рассеянное на щели, представлено в виде суперпозиции полей, рассеянных на диске и на отверстии. Решение задачи с помощью операторного метода предполагает использование операторов рассеяния отдельных элементов, составляющих сложную структуру. Сделано предположение, что интегральные операторы отражения круглого отверстия в экране и диска известны. Спектральная функция рассеянного поля ищется в виде суммы двух спектральных функций полей, отраженных диском и отверстием в плоскости. Данные спектральные функции находятся из связанных операторных уравнений. Операторные уравнения эквивалентны интегральным. Для их дискретизации бесконечный интервал интегрирования заменяется конечным и используется составная квадратурная формула Гаусса для интегралов с единичным весом. Отметим, что подынтегральные функции могут иметь корневую особенность. Получены операторные уравнения относительно спектральных функций поля, рассеянного на кольцевом отверстии в плоскости, в случае условий Дирихле и Неймана. Представлены диаграммы направленности рассеянного поля и зависимости коэффициента рассеяния от частоты. Заключение: предложен эффективный алгоритм исследования поля, рассеянного на кольцевой щели. Развитый подход может оказаться эффективным инструментом при решении ряда задач антенной техники и электроники сверхвысоких частот.

Цель работы - теоретические и экспериментальные исследования шумовой температуры субрешетки активной фазированной антенной решетки (АФАР) низкочастотного радиотелескопа нового поколения ГУРТ. Разработана математическая модель АФАР в виде каскадного соединения двух шумящих многополюсников, один из которых поставлен в соответствие решетке диполей над реальной землей, а второй - диаграммообразующей схеме. Электрические параметры этих многополюсников описываются матрицами рассеяния, а шумовые - ковариационными матрицами спектральных плотностей шумовых волн. Получены расчетные соотношения, позволяющие выполнять анализ полной шумовой температуры субрешетки АФАР радиотелескопа ГУРТ с корректным учетом всех имеющихся в ней источников шума и их взаимной корреляции, обусловленной взаимодействием диполей в решетке. Выполнены численные и экспериментальные исследования шумовой температуры на выходе субрешетки АФАР радиотелескопа ГУРТ, которые позволили оценить соотношение между температурами внешних и внутренних шумов в рабочем диапазоне частот от 8 до 80 МГц при сканировании луча в верхней полусфере. Показано, что внешняя шумовая температура субрешетки более чем на 6 дБ превышает внутреннюю в полосе частот шириной примерно 65 МГц. Получено хорошее согласие результатов расчета и эксперимента, которое подтверждает корректность разработанной модели субрешетки и эффективность предложенной методики численного анализа ее параметров. Заключение: выполненные в работе исследования подтверждают возможность эффективного использования данной субрешетки как базовой ячейки АФАР низкочастотного радиотелескопа, а в случаях, когда радиоастрономические наблюдения не требуют высокого углового разрешения, в качестве самостоятельной антенны радиотелескопа. Результаты представленной работы могут быть полезны при разработке и исследованиях АФАР декаметрового и метрового диапазонов волн.

Исследована динамика связанных линейных осцилляторов при наличии невзаимной связи между ними с целью определения возможности перекачки энергии низкочастотных колебаний в энергию высокочастотных колебаний. Были использованы методы теории динамических систем, в частности, сингулярная теория возмущений, теория вторичных резонансов и метод усреднения, а также методы численного анализа. Вначале был проведен анализ динамики системы двух одинаковых линейных высокочастотных осцилляторов. Эти осцилляторы связаны слабой невзаимной связью. Параметры коэффициентов связей модулировались внешним низкочастотным возмущением. Было показано, что при наличии невзаимной связи комплексные амплитуды высокочастотных осцилляторов могут быть параметрически усилены. Если связи были взаимными - такое усиление отсутствовало. Далее была изучена динамика большого числа высокочастотных линейных осцилляторов. Показано, что при взаимной связи между осцилляторами их первоначальная энергия практически не менялась. При наличии невзаимности возникала возможность параметрического усиления амплитуд высокочастотных колебаний. Рассмотрена также динамика двух связанных нелинейных осцилляторов. Была использована сингулярная теория возмущений и показано, что если коэффициенты связи взаимны, то существует интеграл, который не позволяет трансформировать энергию низкочастотных внешних возмущений в энергию высокочастотных осцилляторов. Наличие невзаимных связей разрушает этот интеграл, и канал преобразования энергии открывается. Анализ численных результатов полностью подтвердил полученные аналитические результаты. В заключение анализировались возможности использования обнаруженного канала. Потенциально он может быть использован в любом интервале частот. Реально, в настоящее время, он полезен в миллиметровом, субмиллиметровом и терагерцевом диапазонах. Показано, что наличие невзаимной связи между высокочастотными колебательными степенями свободы открывает канал перекачки энергии от низкочастотных колебаний в энергию высокочастотных колебаний.

Предмет и цель работы - самой сложной задачей исследования транзиентных сигналов является доказательство их космического происхождения. В декаметровом диапазоне не существует ни одного радиотелескопа, который по эффективной площади (а значит, и по мгновенной чувствительности) хотя бы приближался к параметрам УТР-2. Это исключает возможность подтверждения космического происхождения низкоинтенсивных сигналов на каком-либо другом независимом радиотелескопе данного диапазона. Поэтому важность проведения всевозможных тестов для проверки возможного помехового происхождения сигналов-кандидатов нельзя переоценить. Проведен анализ распределений характеристик обнаруженных транзиентных сигналов и поиск возможных низкоинтенсивных помех в данных декаметрового обзора пульсаров и источников транзиентного излучения северного неба. Осуществлена обработка данных обзора с целью поиска симметричных по времени запаздывания помех из-за мерцаний на неоднородностях ионосферной плазмы, имеющих частотно-временные зависимости, которые похожи на дисперсионное запаздывание в межзвездной среде. Проведенное сравнение распределений таких характеристик, как сигнал/шум и мера дисперсии, показывает существенное отличие продетектированных в проводимом обзоре сигналов от гипотетических помех, которые имели бы такое же значение смещения нижних частот рабочего диапазона по отношению к верхним, но вместо запаздывания характеризовались бы опережением. Эти различия подтверждают гипотезу о том, что обнаруженные в проводимом обзоре транзиептные сигналы порождаются источниками космического радиоизлучения. Заключение: расширение конуса радиоизлучения различных типов нейтронных звезд, большое угловое и временное рассеяние в декаметровом диапазоне может объяснить детектирование большого количества одиночных сигналов с уникальными значениями мер дисперсии, т. е. ряда источников транзиентого излучения.

Індекс рубрикатора НБУВ: В655.324 + В655.357

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В655.32 + В655.357

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д214.3

Рубрики:

Перемінне електромагнітне поле Землі

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З845-018

Рубрики:

Антени. Лінії передачі (фідери)

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

7 мая 2018 г. исполнилось 80 лет главному редактору журнала "Радиофизика и радиоастрономия" Леониду Николаевичу Литвиненко. Л. Н. Литвиненко - академик НАН Украины, доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники Украины, лауреат Государственной премии УССР в области науки и техники и премии НАН Украины имени С. Я. Брауде, почетный директор Радиоастрономического института НАН Украины. С 1985 по 2017 гг. Л. Н. Литвиненко руководил Радиоастрономическим институтом НАН Украины, осуществляя активную и плодотворную научно-организационную деятельность на благо украинской науки. Он является членом Комитета по Государственным премиям Украины в области науки и техники. Научного совета по космическим исследованиям НАН Украины, Международного астрономического союза (IAU), Европейского астрономического общества (EAS), почетным членом Международного союза инженеров по электротехнике и электронике (Senior Member IEEE). В свое время он был председателем экспертного совета ВАК в области астрономии, членом Бюро Отделения физики и астрономии НАН Украины, председателем Научного совета НАН Украины по проблеме "Астрономия", одним из основателей Украинского комитета международного радиосоюза (URSI).

Предмет и цель работы - определение возможности исследования радиоизлучения пульсаров в метровом диапазоне волн с помощью малоразмерной субрешетки низкочастотного радиотелескопа нового поколения ГУРТ; разработка методики совместных наблюдений радиоизлучения пульсаров в метровом и декаметровом диапазонах длин волн соответственно на радиотелескопах ГУРТ и УТР-2 для определения характеристик радиоизлучения в широкой полосе частот. Уникальное расположение двух радиотелескопов перекрывающихся частотных диапазонов на территории одной обсерватории, а значит в условиях, когда среда распространения одинаково влияет на прохождение импульсного радиоизлучения пульсаров, регистрируемого этими телескопами, дает возможность определить спектр потока излучения этих источников в широкой полосе частот. Исследованы усредненные за 2 - 4 ч импульсы пульсаров. Гибкость структуры радиотелескопа УТР-2 и наличие нескольких радиоастрономических приемников позволяют анализировать сигналы, принятые как всем телескопом в стандартном аддитивном режиме, так и отдельными его секциями. Одновременная запись сигналов в этих конфигурациях позволяет контролировать влияние ионосферы на распространение сигнала в частотном диапазоне УТР-2. а субрешетке радиотелескопа ГУРТ, состоящей из 25 активных антенных элементов, обнаружено излучение 16 известных пульсаров в диапазоне частот 30 - 70 МГц. Совместно с радиотелескопом УТР-2 проведены две сессии одновременных широкополосных наблюдений радиоизлучения пульсаров в диапазоне 16,5 - 70 МГц. В диапазоне частот 16,5 - 70 МГц получены средние значения плотности потока излучения и меры дисперсии, а также вариации этих параметров для пульсаров B1133+16, B1508+55 и B1919+21. Заключение: выполненные в работе исследования подтверждают возможность эффективного использования отдельных секций радиотелескопа ГУРТ для радиоастрономических наблюдений, в частности, для исследования радиоизлучения пульсаров. Долговременные наблюдения пульсаров в широком диапазоне частот позволят получить средние значения плотности потока излучения, спектрального индекса, меры дисперсии пульсаров, а также вариации этих величин.

Предмет работы - обсуждение отраженного излучения от поверхности нейтронной звезды. Такое излучение, как было показано ранее С. В. Трофименко и одним из авторов, возникает при отражении излучения релятивистских позитронов, летящих из магнитосферы к звезде в ускоряющем электрическом поле полярного зазора. Это дало объяснение как сдвигу интеримпульса в пульсаре Краба (зеркальное отражение при наклонном магнитном поле), так и появлению дополнительных высокочастотных компонент (дифракция на возбуждаемой падающим излучением периодической структуре), обнаруженных Моффетом и Хэнкинсом. Цель работы - изучение влияния на ВЧ-компоненты резонанса с поверхностной электромагнитной волной. Поскольку ВЧ-компоненты возникают на тех же частотах, на которых наблюдается сдвиг интеримпульса, предложено считать, что они являются следствием одного и того же физического процесса. Таким процессом служит отражение от поверхности нейтронной звезды излучения возвратных позитронов. Появление ВЧ-компонент рассматривается как проявление вынужденного рассеяния на поверхностных волнах. Для сравнения приведены данные лабораторных экспериментов по дифракции лазерного излучения на металлической дифракционной решетке, демонстрирующие возникновение яркой приповерхностной волны в условиях резонанса, которая может служить аналогом высокочастотной компоненты в пульсаре Краба. При формировании высокочастотных компонент существенны явления типа аномалий Вуда, приводящие к значительному росту инкремента вынужденного рассеяния при резонансе с поверхностной электромагнитной волной. Возбуждаемая в резонансе поверхностная волна приводит к отраженному комбинационному рассеянию более высоких частот сплошного спектра падающего излучения. Заключение: излучение пульсара определяется в том числе отражающими свойствами поверхности нейтронной звезды, т. е. ее проводимостью (поверхностным импедансом). Резонанс существенно понижает порог вынужденного рассеяния. Сплошной спектр падающего на поверхность излучения обеспечивает большую ширину ВЧ-компонент.

Предмет и цель работы - получение высотных и временных зависимостей температуры поверхности, интенсивности излучения и потерь энергии Челябинского метеороида. Расчет параметров его абляции, коэффициента динамического сопротивления, уточнение высотно-временной зависимости миделя. Проведены численные расчеты температуры метеороида с учетом предварительной оценки миделя, интенсивности полного излучения с учетом оптической поправки, определены условия для оценки коэффициента динамического сопротивления. Рассчитана уточненная высотно-временная зависимость миделя по известному расходу массы. Для реализации регуляризирующего алгоритма использован энергетический баланс. С использованием уравнений метеорной физики с учетом силы торможения, процессов абляции, излучения и отделения фрагментов вещества метеороида составлен баланс энергетических потерь. Получены высотно-временные зависимости температуры, интенсивности излучения и миделя. В результате последовательных итераций регуляризирующего алгоритма уточнены значения коэффициента динамического сопротивления, удельной энергии абляции и коэффициента теплообмена. Показано, что расход полной кинетической энергии на сопротивление воздуха составляет 16,8 %, на излучение - 8 %, на абляцию и разрушение - 8,2 %, на потерю отделившихся фрагментов - 67 %. Заключение: в результате численного моделирования рассчитаны временные и высотные зависимости массы, миделя, интенсивности излучения и температуры метеороида. Оценены параметры абляции и коэффициент динамического сопротивления. Составлен баланс потерь энергии на процессы, сопровождавшие падение Челябинского метеороида.

Предмет и цель работы - исследование эффектов влияния солнечной и геомагнитной активности на состояние верхней атмосферы Земли с помощью метода "просвечивания" ее излучением космических радиоисточников. Мониторинг потоков излучения мощных галактических и внегалактических радиоисточников проводится на радиотелескопе "УРАН-4" Одесской обсерватории Радиоастрономического института НАН Украины с 1987 г. и по настоящее время. В программу мониторинга включены радиогалактики 3С274, 3С405 и остатки сверхновых 3С144, 3С461. Изменения потоков излучения радиоисточников на декаметровых волнах определяются состоянием ионосферы под воздействием космической погоды. Рассмотрены модели множественной корреляционной зависимости потоков излучения радиоисточников от факторов, формирующих космическую погоду. Модели составлялись для периодов экстремальных проявлений солнечной и геомагнитной активности. Независимые переменные разделены на 3 группы: индексы, характеризующие солнечную активность; потоки частиц; компоненты магнитного поля. Рассчитано более 60 вариантов модели множественной корреляционной зависимости. Полученные значения множественного коэффициента корреляции находятся в интервале 0,86 - 0,99. Наибольшие вклады в множественный коэффициент корреляции дают радиоизлучение Солнца на волне 10,7 см (F10.7), площадь пятен (Sp), поток электронов (E) и поток протонов (P). Заключение: мониторинг потоков излучения космических радиоисточников, проводимый на радиотелескопе "УРАН-4", позволяет "просвечивать" ионосферу Земли над радиотелескопом и определяет интегральный эффект воздействия на нее солнечной и геомагнитной активности. Большой объем данных наблюдений на радиотелескопе "УРАН-4" дает возможность детально изучать проявления эффектов космической погоды в ионосфере, что будет осуществлено в последующих работах.

Цель работы - распространение ранее разработанной авторами методики расчета микрополосковых антенн на случай двухслойной антенной решетки из прямоугольных излучателей и исследование ее электродинамических характеристик при расширении рабочей полосы частот. Методика исследований основана на применении спектрального метода в приближении заданного распределения плотности поверхностного тока на излучателях решетки, при котором распределение плотности тока задается некоторой функцией, достаточно хорошо описывающей истинное распределение тока и удобной при дальнейшем анализе. Суть спектрального метода заключается в представлении функции Грина, поля излучения и плотности тока в виде разложений в интеграл Фурье. Такое представление удобно при анализе характеристик излучения антенн. Исследования выполнены с учетом наличия поверхностных волн в диэлектрических слоях, взаимного влияния излучателей и согласования их с линиями питания. С помощью разработанной методики исследована двухслойная микрополосковая антенна, на каждом слое которой расположена решетка из четырех прямоугольных излучателей. Построен алгоритм расчета ее характеристик, и исследованы такие характеристики, как диаграмма направленности и коэффициент усиления. Выполнен конструктивный синтез элементов антенны, в результате которого определены размеры излучателей решетки, при которых они согласованы с линиями питания. Рассмотрено влияние толщины слоя между решетками на характеристики антенны. Показано, что применение двухслойных структур позволяет расширить рабочую полосу частот антенны, что имеет важное практическое значение. Заключение: разработанная методика дает возможность исследовать электродинамические характеристики и проводить конструктивный синтез двухслойных микрополосковых антенных решеток из прямоугольных излучателей, обладающих заданными улучшенными параметрами, в частности расширенной рабочей полосой частот.

Індекс рубрикатора НБУВ: В654.137-41 + О671-5

Рубрики:

Місяць

Космічна навігація. Ракетоводіння

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В577.14

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В675

Рубрики:

Галактика (Молочний шлях, Чумацький шлях)

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В640

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ