Ulyanov O.M., Zakharenko V.V., Alekseev E.A., Reznichenko O.M., Kulahin I.O., Budnikov V.V., Prisiazhnii V.I., Poikhalo A.V., Voytyuk V.V., Mamarev V.N., Ozhinskyi V.V., Vlasenko V.P., Chmil V.M., Sunduchkov I.K., Berdar M.M., Lebed V.I., Palamar M.I., Chaikovskii A.V., Pasternak Yu V., Strembitskii M.A., Natarov M.P., Steshenko S.O., Glamazdin V.V., Shubnyi O.I., Kyrylenko A.O., Kulyk D.Yu. «The RT-32 radio telescope construction based on the MARK-4b antenna system. 3. Local oscillators and self-noise of the receiving system» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 25, № 3, с. 175-192 (2020)

Предмет и цель работы: Исследование с высоким разрешением спектральных линий космических радиоисточников требует низких собственных шумов приемной системы радиотелескопа. Они обеспечиваются как входными криогенными усилителями, так и низкими фазовыми шумами гетеродинов. Для выполнения спектральных исследований необходимо иметь возможность перестроения частот гетеродинов с малым частотным шагом. В работе приведены результаты разработки синтезаторов частоты, которые одновременно обеспечивают как очень малый частотный шаг, так и низкий уровень фазовых шумов. Приведены также результаты измерений собственных шумов криогенных приемных систем радиотелескопа РТ-32. Методы и методология: Приемные системы РТ-32 созданы по схемам супергетеродинных приемников с двумя степенями преобразования частоты. Настройка приемной системы с частотным шагом 10 или 20 МГц обеспечивается гетеродина первого преобразования частоты, а точная настройка происходит благодаря сверхвысокой разрешающей способности (0.0001 МГц) гетеродинов второго преобразования частоты, созданные на основе синтезаторов прямого цифрового синтеза. Результаты: Показано, что применение синтезаторов прямого цифрового синтеза возможно только с низкими значениями коэффициентов умножения частоты, а также при тщательной фильтрации всех опорных сигналов. Измерение параметров гетеродинов проводилось с помощью спектра N9951A (Keysight Technologies), который имеет высокое разрешение и широкий динамический диапазон. Для измерений шумовых характеристик радиоприемной системы радиотелескопа была изготовлена специально согласованная нагрузка с возможностью охлаждения до температуры жидкого азота. Измерения шумовой температуры было проведено в различных разрезах приемного тракта РТ-32. Сопоставление таких измерений в различных конфигурациях дает возможность сделать предварительную оценку собственных шумов РТ-32 в С и K диапазонах. Вывод: Результаты измерений собственных шумов радиоприемных систем и фазовых шумов гетеродинов радиотелескопа РТ-32 показывают, что радиотелескоп в С-диапазоне способен выполнять высокочувствительные исследования как в широкой полосе частот, так и в узкой полосе частот с высокой спектральной разрешающей способностью. В K-диапазоне собственные шумы сопоставимы (≈60–80 К) с внешними шумами, что также дает возможность исследовать излучение мазерных источников.

Luo Y., Chernogor L.F., Garmash K.P. «Geomagnetic effect of Turkish earthquake of January 24.2020» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 25, № 4, с. 276-289 (2020)

Purpose: The main cause of geomagnetic disturbances are cosmic sources, processes acting in the solar wind and in the interplanetary medium, as well as large celestial bodies entering the terrestrial atmosphere. Earthquakes (EQs) also act to produce geomagnetic effects. In accordance with the systems paradigm, the Earth–atmosphere–ionosphere–magnetosphere system (EAIMS) constitute a unified system, where positive and negative couplings among the subsystems, as well as feedbacks and precondition among the system components take place. The mechanisms for the action of EQs and processes acting in the lithosphere on the geomagnetic field are poorly understood. It is considered that the EQ action is caused by cracking of rocks, fluctuating motion in the pore fluid, static electricity discharges, etc. In the course of EQs, the seismic, acoustic, atmospheric gravity waves (AGWs), and magnetohydrodynamic (MHD) waves are generated. The purpose of this paper is to describe the magnetic effects of the EQ, which took place in Turkey on 24 January 2020. Design/methodology/approach: The measurements are taken with the fluxmeter magnetometer delivering 0.5–500 pT sensitivity in the 1–1000 s period range, respectively, and in a wide enough studied frequency band within 0.001 to 1 Hz. The EM-II magnetometer with the embedded microcontroller digitizes the magnetometer signals and performs preliminary filtering over 0.5 s time intervals, while the external flash memory is used to store the filtered out magnetometer signals and the times of their acquisition. To investigate quasi-periodic processes in detail, the temporal variations in the level of the H and D components of the geomagnetic field were applied to the systems spectral analysis, which makes use of the short-time Fourier transform, the wavelet transform using the Morlet wavelet as a basis function, and the Fourier transform in a sliding window with a width adjusted to be equal to a fixed number of harmonic periods. Findings: The train of oscillations in the level of the D component observed 25.5 h before the EQ on 23 January 2020 is supposed to be associated with the magnetic precursor. The bidirectional pulse in the H component observed on 24 January 2020 could be due to the piston action of the EQ, which had generated an MHD pulse. The quasi-periodic variations in the level of the H and D components of the geomagnetic field, which followed 75 min after the EQ, were caused by a magnetic disturbance produced by the traveling ionospheric disturbances due to the AGWs launched by the EQ. The magnetic effect amplitude was estimated to be close to 0.3 nT, and the quasi-period to be 700–900 s. The amplitude of the disturbances in the electron density in the AGW field was estimated to be about 8% and the period of 700-900 s. Damping oscillations in both components of the magnetic field were detected to occur with a period of approximately 120 s. This effect is supposed to be due to the shock wave generated in the atmosphere in the course of the EQ. Conclusions: The magnetic variations associated with the EQ and occurring before and during the EQ have been studied in the 1–1000 s period range.

Luo Y., Chernogor L.F. «Electromagnetic effects of acoustic and atmospheric gravity waves in the near-earth atmosphere» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 25, № 4, с. 290-307 (2020)

Purpose: Acoustic and atmospheric gravity waves (AAGW) are generated by many natural and anthropogenic sources. The AAGW propagation at ionospheric heights is accompanied by the generation of disturbances in the magnetic and electric fields. The plasma presence plays a crucial role. The mechanisms for generating electrical and magnetic disturbances in the near-Earth atmosphere by the AAGW have been studied much worse. Therefore, the validation of the capability to generate electromagnetic disturbances in the near-Earth atmosphere by the AAGW is an urgent problem. The purpose of this paper is to describe the mechanism for generating disturbances in the electric and magnetic ields in the near-Earth atmosphere under the action of AAGW and to estimate the amplitudes of these disturbances for various AAGW sources. Design/methodology/approach: The impact of a series of highenergy ources often results in the generation of synchronous disturbances in the acoustic and geoelectric (atmospheric) fields, when an approximate proportionality between the pressure amplitude and the amplitude of the disturbances in the atmospheric electric field is observed to occur. Based on the observational data and making use of the Maxwell equations, the theoretical estimates of the disturbances in the electric and magnetic ields have been obtained. Findings: Simplified expressions have been obtained for estimating the amplitudes of the electric and magnetic fields under the action of the AAGW generated by natural and manmade sources. The amplitudes of the electric and magnetic fields generated by the AAGW of natural and manmade origin, which travel in the near-Earth atmosphere, have been calculated. The amplitudes of the AAGW generated electric and magnetic ields are shown to be large enough to be detected with the existing electrometers and fluxmeter magnetometers. The magnitudes of the amplitudes of the electric and magnetic fields generated in the near-Earth atmosphere under the action of AAGW are large enough to trigger coupling between the subsystems in the Earth–atmosphere–ionosphere–magnetosphere system. Conclusions: The estimates and not numerous observations are in good agreement.

Ulyanov O.M., Zakharenko V.V., Alekseev E.A., Reznichenko O.M., Kulahin I.O., Budnikov V.V., Prisiazhnii V.I., Poikhalo A.V., Voytyuk V.V., Mamarev V.N., Ozhinskyi V.V., Vlasenko V.P., Chmil V.M., Sunduchkov I.K., Berdar M.M., Lebed V.I., Palamar M.I., Chaikovskii A.V., Pasternak Yu V., Strembitskii M.A., Natarov M.P., Steshenko S.O., Glamazdin V.V., Shubnyi O.I., Kyrylenko A.O., Kulyk D.Yu. «The RT-32 radio telescope construction based on the MARK-4b antenna system. 3. Local oscillators and self-noise of the receiving system» Радиофизика и радиоастрономия (Украина), 25, № 3, с. 175-192 (2020)

Предмет и цель работы: Исследование с высоким разрешением спектральных линий космических радиоисточников требует низких собственных шумов приемной системы радиотелескопа. Они обеспечиваются как входными криогенными усилителями, так и низкими фазовыми шумами гетеродинов. Для выполнения спектральных исследований необходимо иметь возможность перестроения частот гетеродинов с малым частотным шагом. В работе приведены результаты разработки синтезаторов частоты, которые одновременно обеспечивают как очень малый частотный шаг, так и низкий уровень фазовых шумов. Приведены также результаты измерений собственных шумов криогенных приемных систем радиотелескопа РТ-32. Методы и методология: Приемные системы РТ-32 созданы по схемам супергетеродинных приемников с двумя степенями преобразования частоты. Настройка приемной системы с частотным шагом 10 или 20 МГц обеспечивается гетеродина первого преобразования частоты, а точная настройка происходит благодаря сверхвысокой разрешающей способности (0.0001 МГц) гетеродинов второго преобразования частоты, созданные на основе синтезаторов прямого цифрового синтеза. Результаты: Показано, что применение синтезаторов прямого цифрового синтеза возможно только с низкими значениями коэффициентов умножения частоты, а также при тщательной фильтрации всех опорных сигналов. Измерение параметров гетеродинов проводилось с помощью спектра N9951A (Keysight Technologies), который имеет высокое разрешение и широкий динамический диапазон. Для измерений шумовых характеристик радиоприемной системы радиотелескопа была изготовлена специально согласованная нагрузка с возможностью охлаждения до температуры жидкого азота. Измерения шумовой температуры было проведено в различных разрезах приемного тракта РТ-32. Сопоставление таких измерений в различных конфигурациях дает возможность сделать предварительную оценку собственных шумов РТ-32 в С и K диапазонах. Вывод: Результаты измерений собственных шумов радиоприемных систем и фазовых шумов гетеродинов радиотелескопа РТ-32 показывают, что радиотелескоп в С-диапазоне способен выполнять высокочувствительные исследования как в широкой полосе частот, так и в узкой полосе частот с высокой спектральной разрешающей способностью. В K-диапазоне собственные шумы сопоставимы (≈60–80 К) с внешними шумами, что также дает возможность исследовать излучение мазерных источников.