Анотація до роботи:

Сосновчик Д.М. Удосконалення радіометеорних систем вивчення динаміки нижньої термосфери і методів обробки радіометеорної інформації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.17 – радіотехнічні та телевізійні системи. – Харківський національний університет радіоелектроніки, м. Харків, 2007.

У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-прикладна задача, що полягає в модифікації методу метеорної радіолокації з використанням сигналів телевізійного мовлення та удосконаленні цифрової обробки радіометеорної інформації, що дає можливість створення більш простих та економічних систем радіомоніторингу для дослідження динамічних процесів у нижній термосфері.

У роботі наведена можливість створення рознесеної системи радіолокації метеорних слідів з використанням телевізійних сигналів з метою дослідження динамічних параметрів атмосфери на висотах 80-100 км. Розглянуто особливості вимірювання швидкості дрейфу метеорного сліду в рознесеній системі радіолокації, а також запропоновано методи вимірювання радіальної складової швидкості вітру при використанні телевізійних сигналів. Розроблено метод визначення висоти відбиваючої області метеорного сліду при використанні телевізійних сигналів у рознесеній системі радіолокації, а також метод отримання амплітудно-часової характеристики сигналу, відбитого від метеорного сліду. Наведено результати експериментальних спостережень на трасі Харків – Москва у рознесеній системі радіолокації. Удосконалено методику цифрової обробки радіометеорної інформації для виявлення внутрішніх гравітаційних хвиль (ВГХ) та визначення їх параметрів. Уперше отримано статистично забезпечені розподілення основних параметрів внутрішніх гравітаційних хвиль, включаючи вертикальну структуру ВГХ. Знайдено вірогідне співвідношення між напрямками поширення енергії ВГХ в атмосфері Землі.

У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-прикладна задача, що полягає в модифікації методу метеорної радіолокації з використанням сигналів телевізійного мовлення та удосконаленні цифрової обробки радіометеорної інформації, що дає можливість створення більш простих та економічних систем радіомоніторингу для дослідження динамічних процесів у нижній термосфері. При вирішенні даної задачі отримані наступні результати:

1. Проаналізовано можливі способи вимірювання швидкості дрейфу в рознесеній системі радіолокації з використанням ТВ-сигналів та показано, що вимірювання радіальної складової швидкості дрейфу метеорного сліду можливо тільки за варіантом поширення сигналу «назад». Досліджено вплив взаємного розташування приймача, передавача, точки дзеркального відбиття і напрямку вектора швидкості на погрішність визначення радіальної швидкості дрейфу в рознесеній системі радіолокації при поширенні сигналу «назад». Розраховано, що середня величина погрішності взаємного розташування складає 4%, максимальне значення не перевищує
16,6 %.

2. Розроблено метод визначення висоти відбиваючої області метеорного сліду у рознесеній системі радіолокації з використанням особливостей структури телевізійного сигналу. Зроблено розрахунок погрішності визначення висоти відбиваючої області метеорного сліду. Середня погрішність визначення висоти, при нормальному розподілі погрішностей вимірювання кутових координат і часу поширення сигналу, не перевищує 2,2 км, а область мінімальної погрішності визначення висоти метеорних відбиттів знаходиться в радіусі 450 км від точки прийому.

3. Проведено математичне моделювання відбиття від метеорного сліду на основі емпіричних розподілів параметрів метеорів і визначені передбачувані рівні прийнятого сигналу. При потужності ТВ-передавача в 1кВт (0 дБкВт), середнє значення прийнятого сигналу складає 1,1 дБмкВ. У рознесеній системі радіолокації при поширенні сигналу «назад» результуюче відношення сигнал/перешкода, для зазначеної потужності ТВ-передавача та середньому рівні прийнятого сигналу, перевищує значення 4 при відстані між приймачем та передавачем не менш 250 км.

4. Розроблено метод знаходження амплітудно-часових характеристик телевізійного сигналу, відбитого від метеорного сліду. У результаті експериментальних спостережень у рознесеній системі радіолокації за телевізійними сигналами на трасі Харків – Москва знайдено розподіл тривалостей метеорних відображень і побудована залежність кількості метеорних відбиттів протягом доби з використанням телевізійних сигналів, що чітко відображає добовий хід кількості метеорних відбиттів.

5. Удосконалено метод виявлення ВГХ за радіометеорними даними на базі вейвлет-аналізу, що використовує особливості моделі ВГХ при виборі базисних вейвлет-функцій. Підвищено вірогідність лінеаризації фазових залежностей при визначенні параметрів ВГХ. Вперше отримано статистично забезпечені розподіли основних параметрів ВГХ, включаючи вертикальну структуру ВГХ і знайдено співвідношення між напрямками поширення енергії ВГХ.

6. Результати дисертаційної роботи були використані у НДР №153-6 та НДР №199-4, а також при виконанні гранту Leonhard-Euler Німецької Академії Наук (DAAD), про що є відповідні акти впровадження.