Эффекты нагрева нижней ионосферы мощным КВ радиоизлучением.
6. Физический предел нагрева
Номер: 47 Год: 2025 Страницы: 13-23
6. Физический предел нагрева
Номер: 47 Год: 2025 Страницы: 13-23
УДК: 550.388.2
EDN: ZEPJPD
Автор(ы):
Алпатов Виктор Владимирович1Высоцкий Андрей Георгиевич1, e-mail: prostovasia53@mail.ru
Гребнев Виктор Анатольевич1
Деминов Марат Гарунович2
Репин Андрей Юрьевич1
Учреждения:
1 - Институт прикладной геофизики им. акад. Е.К. Федорова, г. Москва, Россия
2 - Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Москва, г. Троицк, Россия
Аннотация:
Представлены результаты анализа зависимости амплитуды низкочастотных волн B, генерируемых в ионосфере КВ излучением стенда с амплитудной модуляцией, от мощности Wtr, подводимой к антенно-фидерной системе стенда от передатчика. Для этого использована упрощенная модель генерации этого излучения в нижней ионосфере. Для определенности использованы параметры стенда HAARP c несущими частотами 2.75-9.5 Мгц и амплитудной (синусоидальной и квадратной, т.е. с равными интервалами включения и выключения стенда) модуляцией на частоте 3 кГц. Получено, что для синусоидальной модуляции при прочих равных условиях увеличение Wtr приводит к росту B вплоть до некоторого предела, после которого дальнейшее увеличение Wtr не приводит к заметному увеличению B. Это и есть физический предел нагрева нижней ионосферы для генерации низкочастотных волн на частоте модуляции. При прочих равных условиях, на низких несущих частотах (2.75 и 3.25 МГц) амплитуда B больше, чем на более высоких частотах, и физический предел нагрева более отчетлив. Для несущей частоты 2.75 МГц физический предел этого нагрева соответствует современной мощности стенда HAARP Wtr = 3.6 МВт. Для квадратной модуляции ограничение роста B с увеличением Wtr также существует: на фиксированной несущей частоте амплитуда B зависит логарифмически от Wtr почти во всем возможном диапазоне изменения Wtr и несущей частоты стенда HAARP. В результате, для типичных дневных условий амплитуда B не будет превышать 1 пТл даже при увеличении мощности стенда HAARP (Wtr = 3.6 МВт) в 2-3 раза.
Ключевые слова: нижняя ионосфера, нагрев, низкочастотное радиоизлучение, генерация, модель
Сведения об источниках финансирования: -
1 - Институт прикладной геофизики им. акад. Е.К. Федорова, г. Москва, Россия
2 - Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Москва, г. Троицк, Россия
Аннотация:
Представлены результаты анализа зависимости амплитуды низкочастотных волн B, генерируемых в ионосфере КВ излучением стенда с амплитудной модуляцией, от мощности Wtr, подводимой к антенно-фидерной системе стенда от передатчика. Для этого использована упрощенная модель генерации этого излучения в нижней ионосфере. Для определенности использованы параметры стенда HAARP c несущими частотами 2.75-9.5 Мгц и амплитудной (синусоидальной и квадратной, т.е. с равными интервалами включения и выключения стенда) модуляцией на частоте 3 кГц. Получено, что для синусоидальной модуляции при прочих равных условиях увеличение Wtr приводит к росту B вплоть до некоторого предела, после которого дальнейшее увеличение Wtr не приводит к заметному увеличению B. Это и есть физический предел нагрева нижней ионосферы для генерации низкочастотных волн на частоте модуляции. При прочих равных условиях, на низких несущих частотах (2.75 и 3.25 МГц) амплитуда B больше, чем на более высоких частотах, и физический предел нагрева более отчетлив. Для несущей частоты 2.75 МГц физический предел этого нагрева соответствует современной мощности стенда HAARP Wtr = 3.6 МВт. Для квадратной модуляции ограничение роста B с увеличением Wtr также существует: на фиксированной несущей частоте амплитуда B зависит логарифмически от Wtr почти во всем возможном диапазоне изменения Wtr и несущей частоты стенда HAARP. В результате, для типичных дневных условий амплитуда B не будет превышать 1 пТл даже при увеличении мощности стенда HAARP (Wtr = 3.6 МВт) в 2-3 раза.
Ключевые слова: нижняя ионосфера, нагрев, низкочастотное радиоизлучение, генерация, модель
Сведения об источниках финансирования: -
Эффекты нагрева нижней ионосферы мощным кв радиоизлучением. 6. Физический предел нагрева / В. В. Алпатов, А. Г. Высоцкий, И. А. Гребнев [и др.] // Гелиогеофизические исследования. – 2025. – № 47. – С. 13-23. – EDN ZEPJPD.
Heating effects of the lower ionosphere by powerful HF radio emission. 6. Physical limit of heating
Number: 47 Year: 2025 Pages: 13-23
Number: 47 Year: 2025 Pages: 13-23
Authors:
Alpatov Viktor Vladimirovich1
Vysotsky Andrey Georgievich1, e-mail: prostovasia53@mail.ru
Grebnev Victor Anatolyevich1
Deminov Marat Garunovich2
Repin Andrey Yurievich1
Alpatov Viktor Vladimirovich1
Vysotsky Andrey Georgievich1, e-mail: prostovasia53@mail.ru
Grebnev Victor Anatolyevich1
Deminov Marat Garunovich2
Repin Andrey Yurievich1
Institutions:
1 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorova, Moscow, Russia
2 - Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation, Russian Academy of Sciences, Troitsk, Moscow, Russia
Abstract
The article presents the results of the analysis of the dependence of the amplitude of low-frequency waves B generated in the ionosphere by the HF radiation of the facility with amplitude modulation on the power Wtr supplied to the antenna-feeder system of the facility from the transmitter. For this purpose, a simplified model of the generation of this radiation in the lower ionosphere is used. For certainty, the parameters of the HAARP facility with carrier frequencies of 2.75-9.5 MHz and amplitude (sinusoidal and square, i.e. with equal intervals of switching the facility on and off) modulation at a frequency of 3 kHz are used. It is obtained that for sinusoidal modulation, all other things being equal, an increase in Wtr leads to an increase in B up to a certain limit, after which a further increase in Wtr does not lead to a noticeable increase in B. This is the physical limit of heating the lower ionosphere for the generation of low-frequency waves at the modulation frequency. All other things being equal, at low carrier frequencies (2.75 and 3.25 MHz), the B amplitude is larger than at higher frequencies, and the physical limit of heating is more distinct. For a carrier frequency of 2.75 MHz, the physical limit of heating the lower ionosphere with amplitude modulation corresponds to the current HAARP facility power Wtr = 3.6 MW. For square modulation, a limitation on the growth of B with increasing Wtr also exists: at a fixed carrier frequency, the B amplitude depends logarithmically on Wtr in almost the entire possible range of variation of Wtr and the carrier frequency of the HAARP facility. As a result, for typical daytime conditions, the B amplitude will not exceed 1 pT even with an increase in the current value of the HAARP facility power (Wtr = 3.6 MW) by 2-3 times.
Keywords: lower ionosphere, heating, low-frequency radio emission, generation, model
Information about sources of financing: -
1 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorova, Moscow, Russia
2 - Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation, Russian Academy of Sciences, Troitsk, Moscow, Russia
Abstract
The article presents the results of the analysis of the dependence of the amplitude of low-frequency waves B generated in the ionosphere by the HF radiation of the facility with amplitude modulation on the power Wtr supplied to the antenna-feeder system of the facility from the transmitter. For this purpose, a simplified model of the generation of this radiation in the lower ionosphere is used. For certainty, the parameters of the HAARP facility with carrier frequencies of 2.75-9.5 MHz and amplitude (sinusoidal and square, i.e. with equal intervals of switching the facility on and off) modulation at a frequency of 3 kHz are used. It is obtained that for sinusoidal modulation, all other things being equal, an increase in Wtr leads to an increase in B up to a certain limit, after which a further increase in Wtr does not lead to a noticeable increase in B. This is the physical limit of heating the lower ionosphere for the generation of low-frequency waves at the modulation frequency. All other things being equal, at low carrier frequencies (2.75 and 3.25 MHz), the B amplitude is larger than at higher frequencies, and the physical limit of heating is more distinct. For a carrier frequency of 2.75 MHz, the physical limit of heating the lower ionosphere with amplitude modulation corresponds to the current HAARP facility power Wtr = 3.6 MW. For square modulation, a limitation on the growth of B with increasing Wtr also exists: at a fixed carrier frequency, the B amplitude depends logarithmically on Wtr in almost the entire possible range of variation of Wtr and the carrier frequency of the HAARP facility. As a result, for typical daytime conditions, the B amplitude will not exceed 1 pT even with an increase in the current value of the HAARP facility power (Wtr = 3.6 MW) by 2-3 times.
Keywords: lower ionosphere, heating, low-frequency radio emission, generation, model
Information about sources of financing: -