3. АНТЕННАЯ РЕШЕТКА HAARP И ЕЕ ВОЗМОЖНОСТИ

: антенное поле : : диаграммы излучения : : модуляция и сканирование : : управление и контроль :

Краткие базовые сведения об инструментальных комплексах HAARP и его радиопередающей ячейке уже были даны в главе 1 и главе 2. В настоящей главе будет детально рассмотрена фазированная антенная решетка комплекса IRI HAARP и режимы ее функционирования при воздействии на ионосферу.

 

Антенная решетка содержит 180 антенн, в т.ч. по оси X - 15, по оси Y - 12. Направление осей X и Y почти совпадает с направлениями восток-запад и север-юг.

 

Внимание! Присутствующие в сети схемы антенного поля являются схемами проектной стадии и расположение на них боксов передатчиков несколько отличается от фактического.

Рис.3.1. Антенное поле комплекса IRI HAARP

(источник иллюстрации - архивная копия сайта HAARP)

 

Антенные мачты и стойки крепления растяжек экрана расположены в узлах сетки с шагом 80 футов (24 метра). Размер площадки самой антенной решетки равен 1120х880 футов (336х264 метра). Размер площадки, ограниченной стойками растяжек экрана равен 1280х1040 футов (384х312 метров). Полный размер антенного поля с учетом ограждения равен 1360х1140 футов (408х342 метра). Между ограждением и стойками растяжек экрана имеется сободная зона шириной 40 футов (12 метров). Размер ячеек экрана около 3 футов, данных по размерам самого экрана нет (его граница находится между антенными мачтами и стойками растяжек).

 

Антенная решетка HAARP в своей основе является типовой фазированной прямоугольной антенной решеткой и обладает всеми типовыми возможностями по управлению диаграммой излучения. Кроме того, использование кросс-диполей позволяет управлять параметрами поляризации излучения (см. главу 2), а их запитка от индивидуальных передатчиков позволяет получить дополнительные возможности.

Простейшая диаграмма, именуемая карандашной, имеет вид конуса с углом раскрыва лепестка от 20°x16° на нижней границе диапазона (2,8 МГц) до 5,7°x4,5° на верхней границе диапазона (10 МГц). Коэффициент усиления по мощности при этом составляет от 20 дБ (в 100 раз) до 30 дБ (в 1000 раз) соответственно.

Максимально-достижимый угол отклонения лепестка от вертикали составляет до 30° для решетки НЧ диполей и до 15° для решетки ВЧ диполей (диапазоны 2.8-7.6 МГц и 7.6 - 10 МГц соответственно). Максимальная скорость изменения вертикального угла - 1°/мкс.

Рис.3.2. Карандашная диаграмма излучения антенной решетки IRI HAARP

(источник иллюстрации - The HAARP Facility)

 

Управляя амплитудой и фазой сигналов возбуждения диполей решетки можно изменять углы раскрытия главного лепестка диаграммы излучения по осям и его направление по азимуту и элевации, ориентируя его таким образом на заданную область ионосферы, в т.ч. заданного размера и конфигурации.

Рис.3.3. Паттерны и структура луча карандашной диаграммы IRI HAARP

(источники иллюстрации: 1. . M.B. Cohen et al. HF beam parameters in ELF/VLF wave generation via modulated heating of the ionosphere 2. Paul A. Bernhardt et al. The Largest Ionospheric Disturbances Produced by the HAARP HF Facility)

 

Управляя параметрами сигналов возбуждения диполей решетки можно изменять и форму луча. Данная возможность использовалась, в частности, в экспериментах по созданию облаков плазмы (плазмоидов), когда требуемые режимы воздействия на ионосферу были достигнуты с помощью диаграммы типа «закрученный луч» (twisted beam). В процессе экспериментов применялись и более сложные диаграммы, например, типа «сдвоенный луч».

Рис.3.4. Диаграммы излучения IRI HAARP сложной формы

(источники иллюстрации: 1. Paul A. Bernhardt et al. The Largest Ionospheric Disturbances Produced by the HAARP HF Facility 2. M. Golkowski et al. Modulation of auroral electrojet currents using dual modulated HF beams with ELF phase offset, a potential D-region ionospheric diagnostic)

 

Внимание! Не следует путать данные диаграммы с динамическими, получаемыми сканированием и модуляцией луча (см. ниже).

 

 

 

 

В целом ряде экспериментов требуется изменение параметров разогрева ионосферы во времени и в пространстве. Первая задача решается путем модуляции излучения, которая может быть импульсной (телеграфной - CW) с изменением длительности интервалов наличия и отстутствия излучения, амплитудной (АМ) с изменением мощности излучения по заданному закону (например, по синусоиде) и частотной (FM) с изменением по заданному закону частоты излучения. Например, в экспериментах, связанных с индуцированием в ионосфере сверхнизкочастотных (СНЧ) радиоволн, чаще всего используется импульсная модуляция.

Часто также требуется создание в ионосфере зон различной конфигурации с различной степенью разогрева, что обеспечивается сканированием ионосферы лучом, при котором его паттерн движется по заданной траектории.

Рис.3.5. «Рисование» и модуляция лучом HAARP

(источники иллюстрации: 1. Cohen et al. ELF/VLF wave generation via ionospheric HF heating: Experimental comparison of amplitude modulation, beam painting, and geometric modulation 2. S. Fujimaru. Optimization Of Beam Painting For ELF/VLF Wave Generation/)

 

Режим сканирования с одновременной импульсной модуляцией, при котором паттерн перемещается по заданной траектории скачками с заданной длительностью пребывания в каждой позиции, получил название «рисование» лучом (beam painting). Он, в частности, использовался в экспериментах для ндуцирования в ионосфере фазированых решеток СНЧ-излучателей, что позволяло увеличить мощность СНЧ излучения.

Режим, при котором сканирование осуществляется без гашения луча, получил название геометрической модуляции. По ряду параметров и для определенных задач он показал преимущества перед режимом рисования лучом. Кроме того, в процессе экспериментов была опробована также и комбинация этих двух методов.

Более подробно о способах и режимах воздействия на ионосферу излучением антенной решетки HAARP см. в специальных главах настоящего обзора, посвященных как общей проблематике разогрева ионосферы ВЧ радиоизлучением, так и конкретным направлениям экспериментальных исследований в рамках программы HAARP.

 

Управление режимами работы антенной решетки и контроль ее технического состояния осуществляется с компьютеров компьютерного кластера центрального пункта управления комплекса HAARP.

Рис.3.6. Мониторы контроля комплекса IRI HAARP

(Источник иллюстрации - страница проекта HAARP в социальной сети Facebook)

Рис.3.7. Диагностические карты антенно-фидерного тракта передающего комплекса HAARP

(Источник иллюстрации - The HAARP Facility)

 

Прямая и обратная связь компьютеров пункта управления с передающими ячейками антенной решетки осуществляется по трем последовательным каналам информационного обмена - одному высокоскоростному каналу управления параметрами излучения и двум вспомогательным низкоскоростным каналам контроля и диагностики передатчиков и вспомогательных систем.

Более подробная информация о системе управления и контроля антенной решетки комплекса IRI HAARP в сети отсутствует.

* * * * * * * * *

 

 

Опубликовано 09.08.2018 Последнее изменение - нет

© Janto 2018 Все права защищены