21 ноября 2017 | неделя нечетная
17 Сентября 2014
Инновации

Устройство для регистрации сверхдлинноволновых сигналов с целью прогноза землетрясений запатентовал аспирант ИрГТУ

Патенты на изобретения «Способ демодуляции сигналов с минимальной частотой манипуляций и устройство для его осуществления» и «Способ измерения вариаций фазового сдвига центральной частоты сигналов с минимальной частотной манипуляцией и устройство для его осуществления» получил аспирант 3 курса кафедры радиоэлектроники и телекоммуникационных систем Александр Полетаев. Будучи студентом 3 курса Физико-технического института ИрГТУ Александр начал заниматься научной работой по измерению амплитуды сверхдлинноволновых сигналов. Затем увлечение переросло в серьезное научное исследование и кандидатскую диссертацию на тему «Мониторинг ионосферы методом наклонного зондирования когерентными СДВ радиосигналами».

«Сверхдлинноволновые радиоволны на сегодняшний день широко используют для радионавигации кораблей и погруженных субмарин. Данные радиосигналы распространяются от передатчика на тысячи километров, отражаясь от поверхности земли и нижних слоев ионосферы. Земная поверхность и ионосфера при этом образуют своеобразный волновод планетарного масштаба. Многочисленные процессы, протекающие в ионосфере, вызывают изменения амплитуды и фазы сигналов. Наиболее интересным представляется сейсмоионосферный эффект, - рассказывает аспирант А. Полетаев. -  Он заключается в том, что за несколько суток перед землетрясением над его эпицентром в ионосфере возникают аномальные неоднородности. Это проявляется преимущественно в аномальном поведении фазы радиосигналов». 


В настоящее время Александр получает информацию о состоянии амплитуды ионосферы от 10 радиостанцией мира - Норвегии, Германии, Италии, Японии, Индии, США (Гаваи), Великобритании, Австралии и двух станций Франции.  Данные радиостанции имеют огромные  антенные системы и излучают волны длиной более 10 км!


«С помощью нашей аппаратуры мы принимаем радиосигналы с этих радиостанций, а обработка сигналов, как и во всех современных цифровых устройствах, осуществляется на компьютере», - рассказывает А.Полетаев. Специальное устройство для приема информации и программу для обработки данных Александр разработал сам.  Уже более двух лет он занимается сбором данных об амплитуде сверхдлинных радиоволн. «Данные анализируются, чтобы сопоставить с различными процессами: регулярными (суточные и сезонные изменения освещенности ионосферы) и нерегулярными, связанными, к примеру, с космической погодой (солнечные вспышки, магнитные бури и суббури). Ведь по изменениям  амплитуды и фазы необходимо различать, что связано с землетрясением,  а что со вспышкой на Солнце».


Молодой ученый планирует приступить к созданию автоматизированной системы прогноза землетрясений. «Для этого необходимо накопить массив информации как минимум за несколько лет,  провести статистическую обработку экспериментальных данных, разработать методику выделения событий, связанных с сейсмичной активностью. Насколько я знаю, подобные системы разрабатываются в Стэнфордском университете в США и в Новой Зеландии. Открытой информации о создании программных продуктов с целью прогноза землетрясений практически нет», - рассказывает А.Полетаев.


По мнению А. Полетаева, в нашем сейсмоактивном регионе необходимо организовать сеть приемных станций, которые могли бы производить долговременный мониторинг ионосферы. «Можно расположить наши приемники вокруг озера Байкал, поскольку часто происходят и подводные землетрясения. В результате получится целая система – сверхдлинноволновый интерферометр. Чтобы производить оценку неоднородностей, которые возникают в ионосфере, нужны минимум три приемных станции. Те сигналы, которые приходят на каждую станцию, образуют пересекающиеся трассы. Пути, по которым проходят сигналы  к приемным станциям, пересекаются, и если в месте их пересечения была неоднородность в ионосфере, то аномальные вариации амплитуды и фазы будут зарегистрированы всеми приемниками. Наблюдая как меняются сигналы на разных трассах в разных пунктах приема, можно установить, где именно возникла эта неоднородность. Приемники можно расположить под Иркутском и на обсерваториях института солнечной и земной физики СОРАН. Наши коллеги заинтересованы в этой разработке, так как система мониторинга в сверхдлинноволновом радиодиапазоне будет хорошим дополнением к имеющимся комплексам изучения ионосферы», - рассказывает о своей работе аспирант А.Полетаев.

В настоящее время на территории Иркутской области приемных станций сверхдлинноволновых сигналов нет.

сентябрь
2014
пн
вт
ср
чт
пт
сб
вс