Стр. 1
 

19 страниц

396.00 ₽

Купить официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Устанавливает радиофизические параметры, описывающие пространственно-частотные характеристики радиошумов в околоземном пространстве в диапазоне частот от 0,1 до 50 МГц.

Стандарт предназначен для расчета радиосистем и радиоустройств, осуществляющих связь, научные и специальные измерения в околоземном пространстве на высотах более 1000 км

Оглавление

1. Область применения

2. Определения

3. Обозначения и сокращения

4. Основные положения

5. Угловая и частотная зависимость космического шума

6. Поляризация и пространственно-частотные области существования радиошумов в магнитосфере

7. Частотные, пространственные и поляризационные характеристики спорадических радиоизлучений

Показать даты введения Admin

Страница 1

ГОСТ Р 25645.163-96 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИОШУМОВ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 0,1 ДО 50 МГц

Издание официальное

БЗ 11-12-'


ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

Страница 2

ГОСТ Р 25645.163-96

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Институтом радиотехники и электроники Российской Академии наук и Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации (ВНИИстандарт) Госстандарта России

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 28 февраля 1996 г. № 124

3    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© И ПК Издательство стандартов, 1996

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России

и

Страница 3

ГОСТ Р 25645.163-%

Содержание

1    Область применения................................ 1

2    Определения...................................... I

3    Обозначения и сокращения....................

Ы К) N>

4    Основные положения........................

5    Угловая и частотная зависимость космического шума

6    Поляризация и пространственно-частотные обласги

существования радиошумов в    магнитосфере.............. 7

7    Частотные, пространственные и поляризационные характеристики спорадических    радиоизлучений................. 10

in

Страница 4

ГОСТР 25645.163-96 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИОШУМОВ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 0,1 ДО 50 МГц

Characteristic; of radionotscs in the earth magnetosphere at frequency internal 0.1—50 MHz

Дата введения 1996-07-01

1    ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает радиофизические параметры, описывающие пространственно-частотные характеристики ралиошу-мов в околоземном пространстве в диапазоне частот от 0.1 до 50 МГц Стандарт предназначен для расчета радиосистсм и радиоустройств, осуществляющих связь, научные и специальные измерения в околоземном пространстве на высотах более 1000 км.

2    ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем стандарте применяются следующие термины и определения:

1    Обыкновенная волна, необыкновенная волна, Z-мода, низкочастотные волны ("свистящие атмосферики") — четыре независимые характеристические волны, распространяющиеся в холодной однородной плазме с постоянным магнитным полем без изменения поляризации и отличающиеся поляризацией и пространственно-частотными областями существования ы магнитосфере

2    Спектральная яркость космического фона — мощность излучения космического фона, приходящего из единичного телесного угла в единичной полосе частот на единицу площади, ориентированной перпендикулярно направлению прихода излучения

3    Эффективная температура антенны — температура сопротивления излучения антенны

Издание официальное

«

Страница 5

ГОСТ Р 25645.163-96

4    Эффективная шумовая температура — температура черного тела, яркость которого равна наблюдаемой

5    Авроральный (полярный) овал — область с наибольшей частотой появления полярных сияний; локализация аврорального овала зависит от местного времени: н ночные часы он попадает на геомагнитные широты Ф * 60° — 70*. в дневные часы Ф “ 70* — 80*

6    Геомагнитный индекс АЕ (показатель магнитосферной активности) оценивают по вариациям горизонтальной составляющей магнитного поля в полярных широтах и измеряют в гаммах

3    ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

/— частота излучения, Гц;

X — длина волны, м;

Т\ — эффективная температура антенны, К;

В — спектральная яркость космического фона, Вт/м • Гц ср;

S— спектральная плотность потока мощности. Вт/м2 ■ Гц; v — показатель степени, характеризующий убывание спектральной плотности космического фона как функции частоты;

R — высота нал поверхностью Земли, км;

Rе — средний радиус Земли, км; ф — геомагнитная широта, град;

LT — местное солнечное время, ч;

/•-слой — область, соответствующая максимуму электронной концентрации в ионосфере;

N — средняя электронная концентрация околоземной плазмы, см' ; L — плазменная частота, Гц;

—    гирочастота электронов, Гц;

—    критическая частога Z-моды, Гц;

—    частота верхнего гибридного резонанса, Гц;

—    критическая частота необыкновенной волны. Гц;

АКР — авроральное километровое радиоизлучение Земли.

4    ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1    Плотность околоземной плазмы и напряженность геомагнитного поля определяют условия прохождения космических (внешних) радиошумов и пространственно-частотные области существования собственных излучений магнитосферы.

4.2    Минимальный уровень радиошумов в околоземном пространстве над магнитосферой Земли определяется фоновым космическим радиоизлучением и радиоизлучением компактных источников.

2

Страница 6

ГОСТ Р 25645.163-96

4.3    Уровень аврорального километрового радиоизлучения в магнитосфере и вне магнитосферы Земли определяется геомагнитными координатами (широтой и долготой) и индексом геомагнитной активности АЕ.

4.4    Формирование модели осуществляется построением частотных, временных и пространственных зависимостей ралиошумов с помощью графиков и таблиц.

5 УГЛОВАЯ И ЧАСТОТНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ КОСМИЧЕСКОГО ШУМА

5.1 Частотная и угловая зависимости яркости радиоизлучения космического фона даны на рисунке I |1|. Максимум яркости космического фона находится в интервале от 2 до 3 МГи.

о - нииикапьндг изучение В пясекости Гапоктими

% - максимальное излучение Галактики

1 ~ ии]К»1: аыюсо* Галактики (КЛ1>. 2 ~ виулоше деитра Гuuktiimi <RAE(. J— »хту«гтч юттиистув Гижтк (RAtl-. 4 - *к*гамгтжчг»п» иутужом (<пист?лтд«л ичикс v - —О.Т>, S — смягтггжюе ммукюк (<пот?л»мый нпл(К( » “ —в - обикс nwywmif {Гиш-пма ♦ ииспимтмсиие исгочюпн)

Рисунок I — КОМПОПИЦИОПНЫЙ СПСКТр фонового И1Л)'(СНИН. Зависимость энергетической спектральной яркости от частоты по данным наземных И СМуТНИКМИйХ И-ПКрсНИЙ

3

Страница 7

ГОСТ Р 25645.163-96

5.2 Стандартная зависимость эффективной температуры изотропной антенны 7д, помещенной в космическое пространство нне магнитосферы, от частоты приведена на рисунке 2 (2|. Уменьшение температуры фона на частотах ниже 2 МГц вызвано тормозным поглощением радиоволн в межзвездном пространстве, а также ослаблением синхротронного радиоизлучения в холодной плазме (эффект Цитовича — Разина).

Рисунок 2 — Зависимость эффективной температуры антенны, принимающей космические шумы, от частоты

5.3 Дополнительные данные о частотной зависимости космического радиошума в диапазоне ниже /п и L в одной поляризационной компоненте представлены в таблице 1. По значениям эффективных шумовых температур, приведенным в таблице 1, рассчитывают значение яркости космического фона В, (Вт/м2 • Гц • ср):

В » 2 * ГЛЛ2,    (I)

где ГА — эффективная температура антенны. К;

X — длина волны, м;

к— постоянная Больцмана, 1.38 • 1013 Дж/К.

Спектральную плотность потока мощности космического фона S, (Вт/м2 • Гц), принимаемую малонаправленной антенной с угловой апертурой 4х при одной из двух ортогональных поляризаций, определяют по формуле

4

Страница 8

ГОСТ Р 25645.163-96

S - 4я кТл2,    (2)

В таблице I дополнительно приведены минимальные плотности потока мощности космического радиошума в одной поляризационной компоненте и эквивалентный шум-фактор изотропной антенны, помещенной в околоземном пространстве, в зависимости от частоты.

Таблица 1- Уровень космического шума

Частота. /, МГц

Шумовая температура небо

Г. 10* к

Плотность поток»

МОЩНОСТИ » олиоЛ ПОЛ*рН к)11ИО«1МОЙ

компоненте. ИГ11 Вт ч • Ги"'

Экямьиентный шум фактор антенны но отношению к Г- 288 К. дБ

0.2

2.4

0,18

39

0.4

14

4.3

47

0.6

21

15

49

0.8

21

26

49

1.0

19

37

48

2.0

9

69

45

3.0

5.0

86

42

5,0

1.8

86

38

10.0

0.42

80

31

5.4 В таблице 2 представлены данные о частотной и угловой зависимости мощности космического радиошума, принимаемого изотропной антенной, расположенной в магнитосфере для частот 5, 10, 25 МГц, где FA — эквивалентный шум-фактор антенны по отношению к температуре Г0 = 288 К, параметры о„ и а, — верхнее и нижнее стандартные отклонения от среднего значения, GC/AC — отношение радиояркостей в направлении на галактический центр и в обратном направлении в децибелах.

Таблица 2 - Интенсивность космического шум* на частотах 5, 10, 25 МГЦ

Характеристики

космического

Параметры иыу«емия

им>мсиня

5 МГц

10 МГц

25 МГи

Fa. дБ/КТо

37,7

31.6

20.8

ов. дБ

1.1

1.0

1.2

0|. дБ

1.4

1.3

1.6

GC/AC, дБ

3.1

2,2

3.3

5

Страница 9

ГОСТ Р 25645.163-96

5.5 Данные о точности значений яркости космического ралиофо-на на частогах ниже 10 МГц приведены на рисунке 3. Вертикальные отрезки показывают интервал изменений указанных значений. Точность значений яркости космического радиофона падает при уменьшении частоты и составляет * 50 % при /" 130 кГц.

0    - в/ашачгние пининаятых нючеми'и уровня

кммичесяого раЗиоихлцчеыця,

• - обозначение на*синал»"ы* течений >/two yjxrfx*.

1    - обаумаяениг погрешности измерений

Рисунок J — Точностью характеристики измерений средней яркости космического фона в низкочастотном диапазоне

6

Страница 10

ГОСТ Р 25*45.1*3-96

Таблица 3 - Данные о точиосга «ичешчй яркости космического радюфона

• мижочастотном диягиюиг

Частота. /. кГц

Яркость фонд Вг-М1- Ги_| ср“'

Относи-тел id us ошибка, %

Частот». /. кГц

Яркость *0113 В - 10"

Вт -м1 Ги"1 q*'1

Относительная ошибка. %

130

1.5

»46

815

429

10

155

1.9

25

870

486

10

185

2.7

23

950

504

II

210

3.7

25

1030

585

"

250

7.3

36

1100

672

292

17.0

26

1270

754

II

375

52,0

21

1450

825

11

425

84,9

14

1630

915

II

475

140.0

14

1850

972

II

600

220

13

2200

ИЗО

12

737

365

II

2600

1170

12

По ланным таблицы 3 максимальная точность значений яркости космического радиофона составляет ±10 %.

6 ПОЛЯРИЗАЦИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННО-ЧАСТОТНЫЕ ОБЛАСТИ

СУЩЕСТВОВАНИЯ РАДИОШУМОН В МАГНИТОСФЕРЕ

6 1 Частотные границы существования радиошумов в околоземном пространстве в зависимости от поляризации:

1    — обыкновенная волна, характеризуемая левой круговой поляризацией, существует на частотах выше /п;

2    — необыкновенная волна (правая круговая поляризация) существует на частотах выше/, = (/^ /4 +/„)|/2 +/н/2;

3    — низкочастотные волны, распространяющиеся приблизительно вдоль силовых линий магнитного поля ('свистящие атмосфери-ки"), существуют на частотах/, меньших минимальной из двух частот

/п>/н»    _

4    — низкочастотные Z-волны (Z-мода) существуют в диапазоне

частот от/min -(/"?, /4 + /2п)]'2 -/„/2 до= (f2H +fl}xn.

6.2 Частотный диапазон и пространственные области существования в магнитосфере указанных типов волн определяют с помощью рисунка 4. Здесь штриховкой показаны частотно-пространственные области существования соответствующих типов волн. Кривые /п, /н описывают зависимость от высоты плазменной частоты/п и гирочастоты электронов/ц в полярной магнитосфере Земли для стандартных условий. Кривая/, имеет характерный максимум, соответствующий

7

Страница 11

ГОСТ Р 25*45.163-96

F-слою ионосферы. Кривая /х соответствует :1ависимости от высоты нижней границы существования волны 2-го типа. Криваяf, соответствует зависимости от высоты частоты верхнего гибридного резонанса f, . if + j\)•'Я Кривая fz характеризует зависимость от высоты нижней частоты распространения радиоволн 4-го типа /7 =

- V], /4 +fl)'n -МП

Рисунок 4 — Простраистьснно часготныс области существования четырех типов радмошумов в магнитосфсрс

На рисунке 4 даны пространственно-частотные границы области существования внешних и собственных шумов магнитосферы. Радиоволны 1 и 2-го типов, излучаемые внешними источниками шума, могут приниматься на поверхности Земли на частотах выше/п и/,. Волны 3 и 4-го типов возбуждаются и распространяются внутри магнитосферы, причем поверхности Земли могут достигать радиоволны 3-го типа.

6.3 Количественные оценки границ указанной области в стандартных условиях определяют с помощью графиков, приведенных на 8

Страница 12

ГОСТ Р 25645.163-96

рисунке 5, из следующих зависимостей от высоты параметров ионосферы и магнитосферы:

—    гирочастота электронов, /ц ■ е Во/2 л /я, кривая /;

—    плазменная часгота,/п 33 (N}/4 л2ео /и)1/2, кривая 2,

—    критическая частота Z-uomfz. = [(fh/4) +/Й1,/Г2— Л|/2. кривая

—    верхняя гибридная резонансная частота, fy ■ (fh+fh)^2> кривая 4\

—    критическая частота, соответствующая необыкновенной волне к - 1(^/4) +/*|''2 +/н/2, кривая 5,

где е — заряд электрона, В0 — индукция магнитного поля, т — масса электрона, .Ve — электронная концентрация, е0 — диэлектрическая проницаемость вакуума.

Рисунок 5 — Стандартная зависимость от высоты в полярной магнитосфере гиро>истоты электронов/н.

плазменной частоты jt,, критической частоты Z-вилны//, частоты верхнего гибридного реюнанса Д. критической частоты необыкновенно» волны /,


f-f,. г-f..    *-fr. i-f*


9

Страница 13

ГОСТ Р 25645.163-96

7 ЧАСТОТНЫЕ, ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ И ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПОРАДИЧЕСКИХ РАДИОИЗЛУЧЕНИИ

7.! На рисунке 6 показаны данные об относительном значении различных спорадических источников излучения в диапазоне частот от 0,03 до 2 МГц на расстоянии 25 земных радиусов от центра Земли. По вертикальной оси на рисунке 6 отложен десятичный логарифм плотности потока радиоизлучения W.\ определенной в единицах Вт/Чг • Ги. Точки на рисунке 6 показывают пиковые значения мощности километрового радиоизлучения Земли, кривая / описывает максимальные значения солнечных радиошумов (типа III), кривая 2 соответствует типичной частотной зависимости максимальных значений ночного километрового излучения Земли, кривая 3 описывает аналогичную зависимость для дневного времени, кривая 4 определяет частотную зависимость шумов

Солнца типа III во время обычной шумовой бури, кривая 5 даст частотную характеристику спорадического излучения Юпитера, заштрихованная область 6 характеризует спектр интенсивности тепловых шумов плазмы солнечного ветра, кривая 7соответствует изучению космического фона.

■13

■ м

1

«ъ

i’ll

-15

г

£г-16

-

I'7

оэ

3

/\

$48

а'5У

■ у

с*

•19 -20

/

J0    100

Рисунок 6 — Зависимость плотности потока мощности (Вт/м Ги) различных источников излучения на расстоянии 25 fU

Галактический шумовой фон и тепловые шумы плазмы соответствуют минимальному уровню шумов, который может наблюдаться в рассматриваемом диапазоне частот в магнитосфере в период минимума солнечной активности и при спокойной геомагнитной обстановке в околоземном пространстве. В остальное время спорадическое излучение Солнца и Земли может превосходить указанный уровень на несколько десятков децибел. Преобладающее значение на частотах свыше 100 кГц имеет АКР.

Большинство источников АКР, расположенных на дневной стороне Земли на расстояниях R > 5 /^, находится на магнитных широтах вблизи полярного каспа (3J. На ночной стороне Земли источники АКР располо-

WO0 f./гГц

10

Страница 14

ГОСТ Р 25645.163-96

жены при значениях геомагнитной широты в диапазоне 70—80’.

7.2    На рисунке 7 а приведено распределение медианных значений спектральной плотности потока мощности источников АКР на расстоянии 60 Я,, в зависимости от расстояния этих источников до Земли и местного времени на частоте 292 кГц. Три прямые линии показывают разные зависимости от прицельного параметра, за единицу •измерения которого принят радиус Земли (Л~2, R~*, Я-4).

На рисунках 7 б, в, г приведена зависимость интенсивности источников АКР от высоты над поверхностью Земли для трех энергетических диапазонов. Интенсивные источники излучения концентрируются вблизи Земли на расстояниях 1,8 — 3,2

7.3    На рисунке 8 представлена вероятность появления АКР (%) в зависимости от местного времени. АКР наибольшей интенсивности наблюдается в 21(Х> — 24°° часов по местному времени на геоцентрических расстояниях 1,3 — 3.3 на частотах 50 — 700 кГц с максимумом вблизи 250 кГц и мощностью в источнике от Ю7 до Ю9 Вт

7.4    На рисунке 9 приведены медианные значения спектральной плотности потока мощности АКР, отнесенные к расстоянию от Земли 25 Rc в разные периоды времени и для различных значений индекса АЕ. Кривые / — 3 на рисунке 9 соответствуют интервалам АЕ< 75 у . 75у < АЕ < 200 у , АЕ > 200 у.

7.5    На рисунке 10 приведено в относительных единицах распределение вероятности значений плотности потока мощности АКР на частоте 250 кГц при АЕ < 75 у (06°° — 09°° ч местного времени) и АЕ > 200 у (21°° — 24°° ч местного времени). Для получения вероятности в процентах необходимо умножить значение вероятности в относительных единицах, найденное для данной точки графика, на значение потока (по оси абсцисс).

Распределение вероятности значений плотности потока мощности АКР при АЕ > 200 у (нижняя кривая на рисунке 10) описывается зависимостью: Р * Ю*-4 S~Q1, где Р — вероятность. S— мощность. При АЕ < 75 у (верхняя кривая на рисунке 10) /** .У-1’*.

II

Страница 15

i>3*1(r'8 вт/м*Гц

ipv:

3x/Om'9iS6W"

.—i    в

3<3* fir'9

5 ~ tO IS 20    *

• - интервал <5-22 ч местном Времени; о - результаты усреднения по все* значениям местного бремени

Рисунок 7 — Распределение потока километрового радиоизлучения на расстоянии 380 тыс.км от центра Земли на частоте 292 кГц в иписимостн от прицельного параметра (минимального расстояния прямой, соединяющей источник излучения и точку наблюдения, от центра Земли)

•распределение относительной мощности источников:

-    частоте появления шума, превышающего в ЮООрал еолаяти -чесяий фон:

-    частота появления источников шум а, в /Фраз превышающих еала/гтичесяии <рон

Рисунок 8 — Связь мошности и частоты появления километрового радиоизлучения на частоте 250 кГи с местным временем источника

Страница 16

ГОСТ P2S645.163-96

иг*

iiff-

*

тая шюо

mJS’M*

!2-!5ч

09-/2 ч

Коснич фон

А™

4

/ \оо-озч

/А\

j\

А

if}'

/Л-

✓ а ■/ »

гоошеоо

АW 200W 800 Частота , кГц

we гое ш по

06-094

03-06v

• — ътченим notoe*. МРЯЯЯ1»—Ht И«СП«ХТ> В^СМСМИ LTОТ 6 АО 9 ч

Рисунок 9 — Зависимость медианных значений плотности потока спорадического родиоимучения Земли а диапазоне 100 - 800 кГц от индекса магнитной 1Ю1мутемности ЛЕ и местного времени а подспутниковой точке Плотность потока приведена дня расстоянии 25 R от центра Земли, гае R “ 6378 км

Ю*

250кГц

и аЕ < 75; 4— м«г«иы, M^wmrf ршаш » дмлиыоие 21111Г» 14 1.    >    ХО

Рисунок 10 — Распределение плотности исроятиости значений потока радиоизлучения Земли (в относительных единицах) на частоте 250 кГц Поток радиоизлучения соответствует расстоянию 25 Л, Я “ 6378 км

ГО'2' Я'*° . Плотность излучения

trn W

** потока радио

, Вт/нХ Гц


13

Страница 17

ГОСТ Р 25645.163-96

БИБЛИОГРАФИЯ

1    Brown, L-W. The galactic iadio spectrum between 130 and 2600 kHz. Astrophys 1973. Vol. 180. 359-370

2    Radio noise within and above ionosphere. Report 342—6. Vol.XV, Propagation in non-ionized media, Rcconimcndation and Reporisof (he CCIR, 1990. Geneva; Ini Telecom. Union. 1990

3    Gu/nett, DA. and Green. J.L, 1978. On the polarization and origin of auroral kilometnc radiation, J. Jeophys. Res, 83 689.

14

Страница 18

ГОСТ Р 25645.163-96

УДК: 629.78:621.37:525.7:006.354 О КС 07.040 Т27 ОКСТУ 0080 Ключевые слова: характеристик радиошумов пространственно-частотные; диапазон частот от 0,1 до 50 МГц; параметры радиофизические; просгранство околоземное; высота более 1000 км

15

Страница 19

Редактор Р.С. ФеЛьрова Технический редактор О Н Высола Корректор В И Bu/KiflfM Компьютерная верстка В, И f 'puutrmo

Изд. лиц. N» 021007 от 10.08.95. Слано в набор 03 04.96 Подписано в печать 04.06.96.

_Уел печ л. 1.16 Уч -изл л. 0.90 Тираж 273 -nti С3498 3«ж 266.___

ИПК Издательство стандартов. 107076. Москва.

Колодезный пер. 14.

Набрано в Издательстве на ПЭВМ Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. 'Московский печатник" Москва. Лялин пер.. 6