Анотація до роботи:

Івантишин О.-М.Л. Інформаційно-вимірювальний комплекс на базі радіотелескопа УРАН-3 для дослідження слабких акусто-іоносферних збурень. — Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.16 — Інформаційно-вимірювальні системи. — Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, 2007.

Встановлено основні властивості акусто-іоносферних збурень природного і техногенного походження і визначено радіофізичні методи дистанційного зондування іоносфери, потенційно придатні для виявлення зазначених збурень наземними засобами. Розвинуто новий підхід до фізичного моделювання іоносферних збурень, який ґрунтується на використанні наземного керованого акустичного випромінювача та інформаційно-вимірювального комплексу.

Розроблено, створено і досліджено високочутливий інформаційно-вимірювальний комплекс на базі декаметрового радіотелескопа УРАН-3. На основі проведених теоретичних досліджень і результатів експериментальної апробації інформаційно-вимірювального комплексу шляхом натурного моделювання процесів літосферно-іоносферної взаємодії виявлено низку характерних інформаційних ознак сигналів, які отримано у процесі дистанційного акусто-електромагнітного зондування іоносфери в результаті взаємодії зондуючих радіохвиль з модифікованою акустичними хвилями областю іоносфери за рахунок ефектів відбиття, розсіяння або проходження радіохвиль.

Розвинуто метод діагностики іоносфери, який дозволяє виявляти та ідентифікувати АІЗ на основі динамічного інформаційного еталону відгуку іоносфери на штучне акустичне збурення, що відкриває зокрема перспективи створення системи виявлення сейсмо-іоносферних передвісників високоенергетичних літосферних явищ.

У дисертаційній роботі розв’язано задачу розробки та створення високочутливого інформаційно-вимірювального комплексу на базі фазованої антенної решітки радіотелескопа УРАН-3 для дистанційних досліджень слабких іоносферних збурень, спричинених дією наземного акустичного випромінюваня та проведено його експериментальне випробовування в натурних умовах.

Основні результати роботи полягають в наступному:

1. Запропоновано і розвинуто новий підхід до фізичного моделювання іоносферних збурень, який грунтується на спільному використанні відносно малопотужного наземного керованого акустичного випромінювача та розробленого високочутливого ІВК, що дало змогу провести в натурних умовах експерименти із збурення в іоносфері та дистанційного дослідження в декаметровому діапазоні АІЗ.

2. Розроблено структуру та cтворено високочутливий ІВК на базі фазованої антенної решітки декаметрового радіотелескопа УРАН-3 для дослідження слабких АІЗ, спричинених випроміненою за 60 с акустичною енергією на поверхні Землі близько 210⁶ Дж, що на 4-5 порядків менше мінімальної акустичної енергії, характерної для науково-дослідних вибухів, які застосовувалися для штучної модифікації іоносфери до цих пір.

3. Розвинуто метод діагностики іоносфери, який дозволяє виявляти та ідентифікувати АІЗ на основі динамічного інформаційного еталону відгуку іоносфери на штучне акустичне збурення, що відкриває зокрема перспективи створення системи виявлення сейсмо-іоносферних передвісників високоенергетичних літосферних явищ.

4. Адаптовані до умов натурного моделювання і реалізовані на базі створеного високочутливого інформаційно-вимірювального комплексу радіофізичні методи дистанційної діагностики іоносфери, в тому числі радіоастрономічний метод, метод слабонахиленого зондування іоносфери та метод розсіяння радіохвиль на дрібномасштабних неоднорідностях іоносфери, що дозволило розробити нові методики акусто-електромагнітної діагностики іоносфери на їх основі, провести експериментальну апробацію створеного інформаційно-вимірювального комплексу і експериментально підтвердити можливість виявлення та ідентифікації за його допомогою слабких акусто-іоносферних збурень штучного походження.

5. Проведено експериментальну апробацію створеного інформаційно-вимірювального комплексу шляхом натурного моделювання процесів літосферно-іоносферної взаємодії на основі використання наземного керованого акустичного випромінювача. Це дало змогу виявити ряд інформаційних ознак іоносферних сигналів, які можна використати для розробки інформаційних технологій виявлення та ідентифікації слабких акусто-іоносферних збурень у процесі дистанційного радіозондування іоносфери, а саме:

зростання інтенсивності космічного радіовипромінювання в розрахунковий часовий проміжок проходження акустичної хвилі через іоносферу (t=5,8 ± 0,5 хв від початку акустичного збурення);

поява повторних відгуків в сигналах космічного радіовипромінювання з різним запізненням відносно початку акустичного збурення 20,7 ± 2,2хв; 29,3 ± 1,3хв; 41,7 ± 2,3хв; 59,6 ± 4,2хв;

зростання амплітуди і зміну характеру амплітудних флуктуацій відбитого іоносферного сигналу через 1213 хв після початку акустичного збудження з тривалістю ефекту близько 1 хв;

доплерівський зсув частоти відбитого іоносферного сигналу, характерне для рухомих іоносферних збурень з періодом 18 хв, через 30 хв від початку акустичного збурення;

квазіперіодичні коливання обвідної розсіяного іоносферного сигналу, корельовані із початком акустичного збурення;

доплерівський зсув частоти розсіяного іоносферного сигналу, який відповідає розрахунковому значенню швидкості вертикального переміщення іоносферних неоднорідностей, близькому до величини швидкості поширення звуку в атмосфері.

Інформаційно-вимірювальний комплекс впроваджено в Львівському центрі Інституту космічних досліджень НАН України та НКА України для проведення наукових досліджень.

Публікації автора:

1. Досин Д.Г., Ивантишин О.Л. Система автоматического управления сбором данных в декаметровой радиоастрономии // Проблемы управления и информатики. – 1995. №6. – С. 142-146.

2. Досин Д.Г., Івантишин О.Л., Кошовий В.В., Лозинський А.Б. Іоносферно-діагностичний комплекс ІДК УРАН-3 // Відбір та обробка інформації. – 1997. – Вип. 11(87). – С. 3–7.

3. Івантишин О.Л., Кошовий В.В., Левицький О.Є. До питання визначення частоти доплерівського зміщення при відбиванні електромагнітної хвилі від іоносферного збурення у вигляді двомірного відбиваючого екрану // Відбір і обробка інформації. 1997. – Вип. 11(87).– С. 15–20.

4. Кошовий В.В., Івантишин О.Л. Виявлення слабких акусто-іоносферних збурень методом розсіювання радіохвиль на дрібномасштабних неоднорідностях з використанням декаметрового радіотелескопа УРАН-3 // Відбір і обробка інформації. – 1998. – Вип. 12(88).– С. 32 – 36.

5. Кошовий В.В., Івантишин О.Л. Дослідження штучних акусто-іоносферних збурень радіоастрономічним методом // Відбір і обробка інформації. – 1999. – Вип. 13(89). С. 21 – 25.

6. Кошовий В.В., Сорока С.А., Івантишин О.Л., Романишин І.М. Використання поляризаційних параметрів для виявлення впливу на іоносферу штучного акустичного збурення // Відбір і обробка інформації. – 2000. – Вип. 14(90). С. 5 – 8.

7. Левицький О.Є., Івантишин О.Л., Кути приходу відбитої іоносферної радіохвилі при багатопроменевому поширенні // Відбір і обробка ін формації. - 2000. – Вип. 14(90). С. 9–14.

8. Ивантишин О.Л., Кошевой В.В., Левицкий О.Е. Доплеровское смещение при отражении электромагнитной волны от перемещающегося ионосферного возмущения в виде двухмерной поверхности с синусоидальным профилем / Збірник доповідей семінару “Прямі та обернені задачі теорії електромагнітних та акустичних хвиль” (DIPED-97). – Львів: ІППММ, 1997. – С. 113–116.

9. Koshovy V.V., Lozynsky A.B., Romanchev Y.V., Ivantyshyn O.L Radiophysical Complexes for Cosmic Investigations based on Ukrainian Radiotelescope URAN-3 // Acta Cosmologica. – 1997. – Fasciculus XXIII. – P. 67–70.

10. Ivantyshyn O.L., Koshovy V.V., Lozynsky A.B., Lozynsky B.A. Investigation of the artificial acousto-ionospheric disturbances by the radio sounding methods / 5^th Open Young Scientists' Conference on Astronomy and Space Physics. April 27–30, 1998, Kyiv, Ukraine. Abstracts. YSC–5. – Kyiv: Kyiv Shevchenko University, 1998. – P. 30-31.

11. Кошовий В., Івантишин О., Лозинський А. Дослідження штучних акусто-іоносферних збурень радіоастрономічним методом // В кн.: Вибрані питання астрономії та астрофізики. Збірник матеріалів ІІ наукової конференції пам'яті відомого астрофізика Бабія Б.Т., 3–5 листопада, 1998. – Львів: Львівський держ. університет ім. І Франка, 1998. – С. 114–116.

12. Koshovy V., Lozynsky A., Lozynsky B., Romanchev Yu., Ivantyshyn O. Radiophysical Complexes based on Decameter Radiotelescope URAN-3 // В кн.: Вибрані питання астрономії та астрофізики. Збірник матеріалів ІІ наукової конференції пам'яті відомого астрофізика Бабія Богдана Теофіловича. 3–5 листопада 1998р. – Львів: Львівський державний університет ім. І.Франка, 1998. – С. 179–183.

13. Ivantyshyn O.L. Research of the artificial acousto-ionospheric disturbances using technique of radio waves scattering // 6^th Open Young Scientists' Conference on Astronomy and Space Physics. April 27–30, 1999, Kyiv, Ukraine. Abstracts. YSC–6. – Kyiv: Kyiv Shevchenko University, 1999. – P. 54.

14. Koshovy V.V., Ivantyshyn O.L. Research of the Artificial Acousto-Ionosperic Disturbances // XXVI th General Assembly of the International Union of Radio Science. August 13–21, 1999, Toronto, Canada. – Abstracts. – Toronto: University of Toronto, 1999. – P. 506.

15. Івантишин О.Л. Виявлення штучних акусто-іоносферних збурень радіофізичними методами з використанням РТ УРАН-3 // Матеріали XV Відкритої науково-технічної конф. науковців і спеціалістів Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України (КМН-2000). – Львів. – 2000. – С. 97–98.

16. Івантишин О.Л. Інформаційно-вимірювальний комплекс на базі радіотелескопа УРАН-3 для іоносферних досліджень // Матеріали XVІ Відкритої науково-технічної конф. науковців і спеціалістів Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України (КМН-2001). – Львів. – 2001. – С. 177–180.

17. Ivantyshyn O.L. High frequency passive radar for ionosphere researches // Abstracts of XVI Open scientific and technical conference of young scientists and specialists of the Karpenko Physico-Mechanical Institute of NAS of Ukraine (YSC-2001). – Lviv. – 2001. – P. 50.

18. Кошовий В.В., Сорока С.А., Ивантишин О.Л., Романишин И.М. К исследованию ионосферного отклика на искусственное акустическое возбуждение / Зб. наук.праць: Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів. Львів. – 2003. - Вип.8. – С. 219–222.

19. Назарчук З.Т., Кошевой В.В., Сорока С.А., Ивантишин О.Л., Лозинский А.Б., Романишин И.М. К вопросу акусто-электромагнитного зондирования ионосферы // Матеріали ІІ Української конференції з перспективних космічних досліджень. – 2002 р. Космічна наука і технологія. Додаток до журналу. - 2003. Т 9, №2. – С. 120–131.

20. Кошевой В.В., Ивантишин О.Л., Романишин И.М., Сорока С.А. Сравнительный анализ акусто-ионосферных возмущений при взрывах и управляемом акустическом возбуждении // Сб. тезисов ІІІ Украинской конференции по перспективным космическим исследованиям. Кацивели. – 2003. – С. 107.

21. Dosyn D.G., Ivantyshyn O.L., Koshovyy V.V., Romanyshyn I.M., Soroka S.O. To a question on the mechanism of formation of ionospheric disturbances at ground-based artificial acoustic excitation / Proceedings of VIII International Seminar/Workshop “Direct and inverse problems of electromagnetic and acoustic wave theory” (DIPED–2003), September, Lviv, Ukraine, 2003. – С. 211–214.