Анотація до роботи:

Панасенко С. В. Варіації статистичних характеристик радіосигналів радара часткових відбиттів, викликаних динамічними процесами в мезосфері. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03 – радіофізика. – Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна. – Харків, 2007.

У дисертації отримано статистичні характеристики обвідних радіозавади та частково-відбитого радіосигналу, а також відношення сигнал/завада на основі аналізу достатньо великих масивів даних (10⁵ – 10⁶ значень). Вдосконалено методику отримання параметрів вітру за допомогою повного кореляційного аналізу. Розроблено два нових радіофізичних методи виявлення хвилевих збурень в мезосфері. Запропоновано адаптивне перетворення Фур’є, а також застосовано статистичний підхід, що ґрунтується на теорії оптимального виявлення і оптимального оцінювання параметрів сигналів. Встановлено регіональні залежності вектора швидкості вітру і хвилевих збурень в мезосфері від часу доби, сезону і рівня магнітної активності.

У дисертаційній роботі уточнено статистичні характеристики радіосигналів, підвищено точність виявлення та оцінки параметрів гідродинамічних рухів шляхом вдосконалення існуючих та розробки нових радіофізичних методів, а також за допомогою цих методів отримано регіональні залежності параметрів вітру та хвильових збурень у мезосфері.

Основні результати дисертаційної роботи наступні.

1. З використанням методів статистичної радіофізики на підставі достатньо великих масивів даних отримано та проаналізовано статистичні характеристики радіосигналів і радіозавад, а також висотні, добові та сезонні залежності відношення сигнал / завада при різних рівнях магнітної активності. Встановлено, що в 40 – 80 % випадків розподіли обвідних радіосигналів апроксимуються законом Пуассона. Показано, що визначення параметрів динамічних процесів можливе за даними, виміряними в денний час доби на висотах 65 – 90 км.

2. Розроблено та застосовано нові радіофізичні методи виявлення хвилевих збурень в мезосфері. Проведено оцінку мінімально досяжних похибок результатів. Встановлено, що мінімальні отримувані значення амплітуд відносних варіацій електронної концентрації звичайно складають 1 – 5 % (при відносній похибці, що не перевищує 30%).

3. Запропоновано адаптивне перетворення Фур’є. Продемонстровано, що для виявлення і оцінки параметрів низки реальних квазіперіодичних процесів застосування даного перетворення є більш слушним, ніж віконного перетворення Фур’є та аналітичного вейвлет-перетворення. Показано, що вже при відношенні сигнал / завада, що дорівнює 0.1, використання даного перетворення дозволяє виявити корисний сигнал.

4. Доведено доцільність і показано ефективність застосування статистичного підходу, що ґрунтується на теорії оптимального виявлення і оцінювання параметрів сигналів, для виявлення і оцінки параметрів короткочасних квазіперіодичних процесів.

5. Отримано регіональні добові і сезонні залежності вектора швидкості вітру в мезосфері. Показано, що величина швидкості вітру звичайно складає
10 – 80 м/с. Виявлено значні варіації величини (у 2 – 5 разів) і напряму (на 140 – 180) швидкості вітру за час спостереження.

6. Визначено регіональні добові і сезонні залежності параметрів динамічних процесів в мезосфері при різних рівнях магнітної активності. Проілюстровано, що хвилеві збурення з періодами 5 – 120 хв спостерігаються практично завжди. Їх середня відносна амплітуда складала 2 – 4 %, а її максимальне значення досягало 7 – 15 %.

7. Отримані результати дозволять контролювати похибки параметрів динамічних процесів і уточнити модель середовища. Розроблені радіофізичні методи істотно розширюють можливості середньочастотних радарів часткових відбиттів при дослідженні мезосфери.

Публікації автора:

1. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Статистические характеристики помех, воздействующих на сигналы радара частичных отражений // Радиофизика и электроника. Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. – 2003. – Т. 8, № 2. – С. 295 – 303.

2. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Статистические характеристики радиосигналов, принимаемых радаром частичных отражений // Радиофизика и электроника. Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. – 2004. – Т. 9, № 1. – С. 234 – 247.

3. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Радарные наблюдения квазипериодических процессов в мезосфере. 1. Теоретические основы и результаты компьютерного моделирования // Радиофизика и радиоастрономия. – 2004. – Т. 9, № 4. – С. 404 – 416.

4. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Радарные методы наблюдения квазипериодических процессов в мезосфере. 2. Методика и результаты наблюдения // Радиофизика и радиоастрономия. – 2005. – Т. 10, № 1. – С. 38 – 49.

5. Панасенко С. В., Розуменко В. Т., Тырнов О. Ф., Черногор Л. Ф. Результаты исследования динамических процессов в мезосфере при помощи радара частичных отражений // Успехи современной радиоэлектроники. – 2005. – № 3. – С. 36 – 54.

6. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Результаты радиофизических исследований волновых возмущений в нижней ионосфере // Успехи современной радиоэлектроники. – 2005. – № 7. – С. 38 – 56.

7. Лазоренко О. В., Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Адаптивное преобразование Фурье // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2005. – Т. 10, № 10. – С. 39 – 49.

8. Panasenko S. V., Chernogor L. F. Detection of Wave Disturbances in the Mesosphere Using a MF – HF Radar // Geomagnetizm and Aeronomy. – 2006. –
V. 46, № 4. – P. 496 – 506.

Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Выявление волновых возмущений в мезосфере с помощью СЧ – ВЧ – радара // Геомагнетизм и аэрономия. – 2006. – Т. 46, № 4. – С. 525 – 535.

9. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Оптимальное обнаружение и оптимальное оценивание параметров кратковременных квазипериодических процессов // Радиофизика и радиоастрономия. – 2007. – Т. 12, № 1. – С. 61 – 75.

10. Panasenko S. V., Chernogor L. F. Event of the November 7–10, 2004, Magnetic Storm in the Lower Ionosphere // Geomagnetism and Aeronomy. – 2007. – V. 47, № 5. – P. 608 – 620.

Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Проявления магнитной бури 7 – ноября 2004 г. в нижней ионосфере // Геомагнетизм и аэрономия. – 2007. – Т. 47, № 5. – С. 646 – 658.

11. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Уравнение дистанционного радиозондирования в методе частичных отражений // Радиофизика и радиоастрономия. – 2007. – Т. 12, № 4. – С. 385 – 398.

Результати дисертації додатково викладено в наступних роботах

12. Панасенко С. В., Розуменко В. Т., Тырнов О. Ф., Черногор Л. Ф. Динамические процессы в среднеширотной мезосфере // Космічна наука і технологія. – 2006. – Т. 12, № 2/3. – С. 37 – 44.

13. Панасенко С. В., Розуменко В. Т., Тырнов О. Ф., Черногор Л. Ф. Результаты исследования динамических процессов в нижней ионосфере // Космічна наука і технологія. – 2003. – Т. 9, № 5/6. – С. 76 – 80.

14. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Результаты исследования волновых возмущений в мезосфере // Космічна наука і технологія. – 2004. – Т. 10, № 5/6. – С. 122 – 127.

15. Панасенко С. В. Параметры динамических процессов в области мезопаузы по данным харьковского радара частичных отражений // Взаимодействие полей и излучения с веществом: Труды VII конференции молодых ученых. Иркутск, 13 – 18 сентября 2004 г. – С. 148 – 151.

16. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Активный и пассивный методы наблюдения волновых возмущений в нижней ионосфере при помощи обратно-рассеянных СЧ – ВЧ радиосигналов // Распространение радиоволн: XXI Всероссийская научная конференция. Сборник докладов. Йошкар-Ола, 25 –
27 мая 2005 г. – Т. 1. – С. 267 – 271.

17. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Радарные наблюдения волновых возмущений в мезосфере // Распространение радиоволн: XXI Всероссийская научная конференция Сборник докладов. Йошкар-Ола, 25 – 27 мая 2005 г. –
Т. 1. –С. 272 – 276.

18. Гритчин А. И., Панасенко С. В. Параметры волновых возмущений в мезосфере по данным Харьковского радара среднечастотного диапазона // Астрофизика и физика околоземного космического пространства: Труды VIII конференции молодых ученых. Иркутск, 12 – 17 сентября 2005 г. – С. 126 – 129.

19. Панасенко С. В. Возмущения нижней ионосферы во время сверхсильной геокосмической бури 7 – 10 ноября 2004 г. // Физические процессы в космосе и околоземной среде: IX Конференция молодых ученых. Иркутск, 11 – 16 сентября 2005 г. – С. 150 – 154.

20. Панасенко С. В., Розуменко В. Т., Тырнов О. Ф. Методика и результаты исследования динамики мезосферы и нижней термосферы при помощи радара частичных отражений. // Наукові космічні дослідження: Школа-семінар для молодих науковців. Матеріали доповідей. Жукін, Київська область,
1 – 7 липня 2003 р. – С. 39 – 41.

21. Панасенко С. В., Розуменко В. Т., Тырнов О. Ф., Черногор Л. Ф. Результаты исследования динамических процессов в нижней ионосфере //Сборник тезисов Третьей Украинской конференции по перспективным космическим исследованиям. Кацивели, Крым, 14 – 21 сентября 2003 г. – С. 91.

22. Панасенко С. В. Радиофизический метод исследования динамики мезосферы // Микроволновая электроника и радиолокация: Третья Харьковская конференция молодых ученых. К 100-летию со дня рождения академика А. Я. Усикова. Программа конференции и сборник аннотаций. Харьков, 12 –
15 января 2004 г. – С. 40 – 41.

23. Панасенко С. В., Розуменко В. Т., Тирнов О. Ф., Чорногор Л. Ф. Динамічні процеси на мезосферних висотах // Каразінські природознавчі студії: Міжнародна конференція. Матеріали конференції. Харків, 14 – 16 червня
2004 р. – С. 151 – 153.

24. Панасенко С. В. Вариации скорости ветра в верхней мезосфере // Наукові космічні дослідження: Школа-семінар для молодих науковців. Матеріали виступів. Жукін, Київська область, 5 – 11 липня 2004 р. – С. 23.

25. Панасенко С. В., Розуменко В. Т., Тырнов О. Ф., Черногор Л. Ф. Параметры динамических процессов в мезосфере // Сборник тезисов Четвертой Украинской конференции по перспективным космическим исследованиям. Понизовка, Крым, 19 – 26 сентября 2004 г. – С. 57.

26. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Результаты исследования волновых возмущений в мезосфере. // Сборник тезисов Четвертой Украинской конференции по перспективным космическим исследованиям. Понизовка, Крым, 19 – 26 сентября 2004 г. – С. 98.

27. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Волновые возмущения электронной концентрации в мезосфере над Харьковом // Международная конференция по физике солнечно-земных связей. Тезисы докладов. Иркутск, 20 – 25 сентября 2004 г. – С. 59.

28. Панасенко С. В., Розуменко В. Т., Тырнов О. Ф., Черногор Л. Ф. Движения неоднородностей электронной концентрации в D-области ионосферы // Международная конференция по физике солнечно-земных связей. Тезисы докладов. Иркутск, 20 – 25 сентября 2004 г. – С. 60.

29. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Волновые возмущения в нижней ионосфере, сопровождавшие магнитную бурю 7 – 10 ноября 2004 г. // Пятая Украинская конференция по космическим исследованиям. Сборник тезисов. НЦУИКС, Евпатория, 4 – 11 сентября 2005 г. – С. 90.

30. Chernogor L. F., Panasenko S. V. Observations of wave disturbances in the mesosphere during the November 7 – 10, 2004 extreme storm // Problems of Geocosmos: 6-th International Conference. Book of Abstracts. St. Petersburg, Petrodvorets, 23 – 27 May, 2006. – P. 186 – 187.

31. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Эффекты сильнейшей геокосмической бури 7 – 11 ноября 2004 г. в нижней ионосфере // Шестая Украинская конференция по космическим исследованиям. Сборник тезисов. НЦУИКС, Евпатория, 3 – 10 сентября 2006 г. – С. 65.

32. Гармаш К. П., Леус С. Г., Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Квазипериодические процессы в течение магнитной бури 7 – 11 ноября
2004 г. // Шестая Украинская конференция по космическим исследованиям. Сборник тезисов. НЦУИКС, Евпатория, 3 – 10 сентября 2006 г. – С. 66.

33. Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Результаты применения алгоритмов оптимального обнаружения и оптимального оценивания параметров волновых возмущений в мезосфере // Сьома Українська конференція з космічних досліджень. Збірник тез. Крим, Євпаторія, 3 – 8 вересня 2007 р. – С. 73.