Методическое пособие 802

Рис. 3. График распределения макрокомпонент реки М. Ботуобия

3.1977-1988гг. - данный этап характеризуется резким сдвигом экологического равновесия в негативную сторону. С началом сброса вод МИВК во время паводков - на всех реках наблюдался хлоридно-натриевый тип вод. Превышения ПДК, в определенных местах, составили до 19 ПДК по содержанию макрокомпонентов. Наблюдалось массовое вымирание рыб.

4.1989-1992гг. - этап связан с выбором новой системы ликвидации высокоминерализованных вод из карьера, то есть прекращением сбросов рассолов в речную сеть. Наблюдается постепенное перераспределение макрокомпонент, что свидетельствует о начале обновления химического баланса вод. Отмечается видовое и численное восстановление [2].

5.1993-2017гг. - наблюдается процесс полного восстановления всей экологической компоненты поверхностных вод. Аномалии превышения ПДК фиксируются только вблизи

220

накопителя карьерных и рудничных вод.

На основе имеющихся данных отбора проб в течение всего периода, получим наглядное графическое изображение [1]. При анализе графиков можно сделать вывод, что увеличение и спад макрокомпонентов взаимно пропорциональны (за исключением показаний самих значений), следовательно при сбросе рассолов в поверхностные воды происходило плавное растекание их по площади поверхностных водных массивов, однако, вполне логично утверждение что в процессе перемешивания рассолов с речными водами и их дальнейшим перемещением - имело место быть процессу диффузии, то есть проникновении макроэлементов в верхние слои грунтовой толщи и последующее их осаждение. При подготовке статьи были рассмотрены работы [4-20].

В настоящее время состояние экологической компоненты находится почти на том же уровне, что и в 1960-х., однако при детальном анализе - изучении состава микроэлементов, можно увидеть превышение ПДК по некоторым элементам (таким как фтор, бром, железо) [1]. Зачастую такие микроэлементы появляются в верховьях ручья Тымтайдах, на котором расположен накопитель рассолов. В этих местах значения как макро, так и микрокомпонентов будут всегда больше, чем в любой другой точке района. Но при этом дальнейшего распространения такие аномалии не получают, а значит, о экологической катастрофе, в настоящее время, не может быть и речи.

Литература

1.Иост Н.А. Информационный отчет о выполненных гидрогеологических работах за 2016г. / Иост Н.А., Гриков С.В., Янников А.М., Мирный 2017г.

2.Иост Н.А. Отчет по комплексному анализу работы системы обратной закачки дренажных вод карьера Мир за период 1990-2014 гг. / Иост Н.А., Вигандт В.А., Трещав С. Л. Мирный 2015г.

3.Власова Т.А. Отчет о результатах геолого-экологической съемки масштаба 1:200 000 на площади Мирнинского промышленного узла / Власова Т.А., Иост Н.А., Симоненков В.И. Мирный 2001г.

4.Артемьев, А.С. Возможности геоинформационного моделирования при прогнозировании распространения загрязняющих веществ промышленных выбросов объектов техносферы в окружающей среде / А.С. Артемьев, А.В. Звягинцева // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2011. - Т. 7. - № 11. - С. 106-110.

5.Сазонова, С.А. Результаты вычислительного эксперимента по апробации метода решения задачи статического оценивания для систем теплоснабжения / Сазонова С.А. // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2010. - № 6. - С. 93-99.

6.Чабала, Л.И. Экологическая безопасность человека / Л.И. Чабала, А.В. Звягинцева, В.А. Чабала // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2010. -

Т. 6. - № 2. - С. 100-102.

7.Сазонова, С.А. Результаты вычислительного эксперимента по апробации математических моделей анализа потокораспределения для систем теплоснабжения / Сазонова С.А. // Вестник Воронежского института высоких технологи. - 2010. - №6. – С. 99104.

8.Иванова, В.С.Физическое моделирование аппарата пылеочистки скруббер Вентури для улучшения условий труда на производствах / В.С. Иванова, С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 1. - С. 48 -55.

9.Звягинцева, А.В. Математическая модель водородной проницаемости металлов с примесными ловушками при наличии внутренних напряжений различной физической природы / А.В. Звягинцева // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. - 2019. - № 19-21 (303-305). - С. 29-44.

10.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и совершенствование мероприятий по улучшению условий труда на горно-обогатительном комбинате / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. - С. 10-16.

11.Звягинцева, А.В. Моделирование неорганизованных выбросов пыли и газов в ат-

221

мосферу при взрывных работах на карьерах горно-обогатительных комбинатов / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т.

12.- № 2. - С. 17-25.

12.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и разработка мероприятий по сокращению пылегазовыделения на карьерах горно-обогатительного комбината / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. -

С. 26-32.

13.Асминин, В.Ф. Функциональные и конструктивные особенности облегченных звукоизолирующих панелей / В.Ф. Асминин, Е.В. Дружинина, С.А. Сазонова, Д.С. Осмоловский // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2019. - № 2 (29). - С. 4-7.

14.Иванова, В.С. Физическое моделирование аппарата пылеочистки скруббер Вентури для улучшения условий труда на производствах / В.С. Иванова, С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 1. - С. 48 -55.

15.Zvyagintseva, A.V. Increase of solubility of hydrogen in electrolytic alloys NI-B / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 519-528.

16.Zvyagintseva, A.V. Laws of diffusion of hydrogen in electrolytic alloys on the basis of nickel / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 529-534.

17.Звягинцева, А.В. Моделирование воздействия ртутьсодержащих отходов объектов техносферы на окружающую среду и разработка мероприятий по охране атмосферного воздуха / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 17-26.

18.Звягинцева, А.В. Моделирование техногенного воздействия ТЭЦ на окружающую среду и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 27-34.

19.Звягинцева, А.В. Оценка процесса техногенного загрязнения атмосферы объектами теплоэнергетики и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, Н.В. Мозговой // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 34-41.

20.Сазонова, С.А. Математическое моделирование параметрического резерва систем теплоснабжения с целью обеспечения безопасности при эксплуатации / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, А.В. Звягинцева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. -

С. 71-77.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»

A.O. Golovanev

DYNAMICS OF TECHNOGENIC CHANGE OF SUPERFICIAL WATERS OF THE AREA OF. MIRNY (SAKHAREPUBLIC, YAKUTIA)

The purpose of this work is studying and comparison of data on the chemical composition superficial around. Mirny. And as result - establishment of the ecologist - the geochemical conclusion about a condition of a surface water of the area. The relevance of this work is supported with the fact that for nearly 30 years a surface water of the region was almost, on the verge of environmental disaster, in connection with annual dumping of drainage waters into river network.

Key words: river system, brines, dumping into the rivers, actions for protection, mode of the rivers, monitoring, ecological state, drainage waters, Mirny, commercial production of diamonds, technogenic influence.

Federal State Budgetary Educationa Institution of Higher Education «Voronezh State University»

222

УДК621.396.67

И. А. Кирпичева

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗЛУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ЗАДАЧ МОНИТОРИНГА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ

Для систем мониторинга поверхности Земли необходимы излучатели со специальной – косекансной диаграммой направленности. В работе представлено описание технической реализации, особенности методики проектирования и результаты параметрического синтеза излучающего раскрыва дифракционной антенны вытекающей волны со специальной диаграммой направленности.

Ключевые слова: мониторинг, излучающая система, косекансная диаграмма направленности, электродинамическая модель, генетический алгоритм.

Характеристики диаграммы направленности (ДН) антенны для решения задачи мониторинга земной поверхности с помощью радиолокатора бокового обзора самолета должны удовлетворять требованию равномерного облучения объектов в плоскости сканирования (азимутальной плоскости) – рис.1 в заранее установленном диапазоне азимутальных углов Δφ. ДН в этом случае описывается косекансной функцией. Положительное направление угла отсчета обозначено на рис. 1 как +φ.

Рис. 1. Мониторинг земной поверхности с помощью радиолокатора бокового обзора

Рис. 2. Электродинамическая система планарный диэлектрический волновод – дифракционная решетка

Со стороны физической реализации конструкция антенны при этом должна быть максимально плоской, что говорит о целесообразности использования антенных решеток. Одной из разновидностей антенных решеток является дифракционная антенна вытекающей волны (рис.2), состоящая из диэлектрического волновода – 1 и металлической дифракционной решетки – 2, представляющей собой, в частности, металлическую пластину прямоугольного профиля, в которой нарезаны параллельно друг другу «канавки» определенной ширины.

_________________________________

© Кирпичева И.А., 2019

223

Целесообразность применения подобной антенны для решения поставленной и родственных задач [1-3] вытекает из конструктивного соображения (антенна является плоской, обладает малой массой), требований технологичности (изготавливается путем фрезеровки и не требует высокотехнологичного дорогостоящего оборудования) и качественных характеристик (малыми потерями на высоких частотах).

Принцип действия антенны основан на эффекте преобразования поверхностных волн диэлектрического волновода решеткой в объемную излучаемую волну. При выполнении условия (1) в спектре однородных плоских волн присутствует только одна пространственная гармоника с номером n = –1. Она и формирует направленные свойства антенны. Угол излучения гармоники n = –1 определяется следующим образом:

где – длина волны в свободном пространстве; U – коэффициент замедления волны в диэлектрическом волноводе; l – период дифракционной решетки.

Из выражения (1) следует, что изменение угла излучения можно достичь, изменяя вдоль излучающего раскрыва период решетки l (или xk+1–xk на рис.2) [4]. Таким образом, для получения специальной ДН необходимо осуществить подбор значений периодов решетки, таких, чтобы отдельные области достаточно протяженной апертуры формировали излучение под различными углами к оси волновода.

Решетка состоит в общем случае из N разноразмерных канавок, размещенных в ме-

таллической пластине с неравномерным шагом (xk+1–xk), где k= 1, N –номер текущей канавки

(рис. 2). На рис. 2 также обозначено: τ – толщина планарного диэлектрического волновода (ПДВ); Rτ– прицельное расстояние ПДВ; hk, ak – глубина и ширина текущей канавки; Pi – падающая мощность основной Е1-волны ПДВ; Pt – прошедшая к периферии решетки мощность; Prad – излученная мощность; Prefl – отраженная мощность; θ-1 – угол излучения «минус» первой пространственной гармоники (в этой модели решетка расположена в пространстве таким образом, что угол излучения определяется в угломестной плоскости). Для перехода к азимутальному углу следует пользоваться выражением:

Задача синтеза излучающего раскрыва антенны сводилась к определению геометрических размеров канавок (прежде всего, глубины) и расстояний между ними, обеспечивающих формирование косекансной ДН, а также к обоснованному выбору параметров диэлектрического волновода (диэлектрической проницаемости материала ετ, толщины τ) и воздушного зазора между решеткой и ПДВ Rτ, заметно влияющих на качественные показатели антенной решетки. Сложность задачи заключалась в ее параметрическом изобилии, определяемым значительным (N) числом излучателей и, соответственно, количеством (N-1) периодов решетки. Для обеспечения параметрического синтеза раскрыва представлялось целесообразным применение генетического алгоритма (в частности, модифицированного генетического алгоритма [5]). Для решения задачи была использована следующая методика, подразделяющаяся на два этапа.

Первый этап синтеза предполагал замену описанной конструкции решетки идеализированной моделью и подбор расстояний между излучателями с помощью генетического алгоритма. Идеализированная модель дифракционной антенны по сути представляет собой линейную антенную решетку изотропных точечных излучателей (рис.3), расположенных вдоль оси z на разном расстоянии lk друг от друга.

В рамках такой модели каждая канавка представляется точечным излучателем с изотропной ДН, при этом исключается их взаимное влияние, и суммарная ДН описывается выражением [6]:

224

где I n – комплексная амплитуда возбуждения излучателя с номером n; zn – координата n-го

излучателя; k0 – волновое число свободного пространства; U– коэффициент замедления ПДВ; φ– угол излучения, определяемый в соответствии с рис. 1.

Рис. 3. Идеализированная модель антенны в виде неэквидистантной линейной антенной решетки

Второй этап синтеза заключался в переходе от идеализированной модели к реальной конструкции. Осуществлялся путем применения электродинамической модели, изложенной в [7, 8]. Модель описывает излучение раскрыва, содержащего гребенчатую решетку ограниченной длины, имитируемую конечным числом прямоугольных канавок в проводящем экране и возбуждаемую заданной неоднородной волной планарного диэлектрического волновода. Модель позволяет учитывать краевые эффекты, произвольный характер размещения канавок разной глубины, отражение поверхностной волны от гребенки.

Реализация модели осуществлена в академической версии математического пакета MathCAD, в обозначениях и координатах рис. 2. Входные данные модели следующие: N – число канавок, ak, hk, xk– ширина, глубина и координата центра k-й канавки, τ – толщина ПДВ, Rτ – прицельное расстояние «ПДВ. После задания исходных данных численно решается задача рассеяния плоской неоднородной волны ПДВ E-типа на металлической решетке и строится ДН с учетом физических параметров решетки. Модель позволяет в целом гарантировать технологическую реализуемость устройства и предназначена для технического воплощения излучающего раскрыва.

Результаты синтеза антенны с косекансной ДН.

Задача синтеза антенны решалась для случая, описанного в [1]. Число элементарных излучателей N было выбрано равным 38, длина волны излучения – λ = 8,15 мм, в качестве материала применен фторопласт с ετ = 2,56 мм (коэффициентом замедления в свободном пространстве U=1,16), предполагаемый рабочий сектор углов φ (рис.1) от 30 до 70o.

Первый этап – подбор оптимальных расстояний между излучателями, формирующих ДН косекансной формы, был произведен с помощью генетического алгоритма. В качестве целевой функции взято среднеквадратичное отклонение ДН, получаемой по формуле (3), от идеальной косекансной. Минимум такой функции достигается, когда ДН, описываемая выражением (3),совпадает с идеальной косекансной зависимостью от угла φ, при этом для последующей подстановки результатов в электродинамическую модель (второй этап), расчет был произведен относительно угла θ, так что итоговая целевая функция имела вид:

представляющую собой идеальную косекансную зависимость от угла θ, определяемого (2). Амплитудное распределение предполагалось усеченным косинусным [1], фазовое –

равномерно спадающим. Расчет оптимальных значений периодов lk, k=1,2,…,Nс помощью генетического алгоритма на компьютере с тактовой частотой 3 ГГц занял около 4 часов. В результате был получен набор значений расстояний между излучателями (рис. 4,а), для ко-

225

торого суммарная погрешность (отклонение расчетной ДН относительно идеальной косекансной) не превышает 5 % в заданном рабочем секторе углов. Полученная расчетная ДН идеализированной модели изображена на рис.4,б (сплошная линия) совместно с идеальной косекансной ДН (пунктир).

а) б)

Рис. 4. Оптимальный набор периодов решетки (а)

и нормированная ДН идеализированной модели антенны (б)

Второй этап синтеза (переход от идеализированной модели к электродинамической) подразумевал замену точечных изотропных излучателей канавками, обладающими геометрическими размерами и взаимным влиянием друг на друга. При некорректном задании входных параметров модели возможно получение результатов, заметно отличающихся от идеализированной модели.

Корректность задания параметров определяется, во-первых, необходимостью обеспечения исходного коэффициента замедления волновода (равного 1,16) и формирования близкого к усеченному косинусного амплитудного распределения на раскрыве. Для обеспечения эффективного преобразования Е-волны ширина канавок выбрана равной 0,25 [8]. Расстояния между излучателями были найдены на предыдущем этапе. Толщина диэлектрика была

новода [1].

С учетом выбранной толщины на основе электродинамической модели найдено прицельное расстояние, такое, чтобы обеспечивалась исходная величина коэффициента замедления. Формирование усечённого косинусного амплитудного распределения было осуществлено подбором глубинного профиля решетки [9] – распределения по длине раскрыва глубин канавок, для чего вновь был применен генетический алгоритм с целевой функцией в виде среднеквадратического отклонения искомой ДН, от ДН, заданной идеальной косекансной зависимостью.

В результате расчета найдет оптимальный глубинный профиль. Результирующая ДН антенны, рассчитанная с помощью электродинамической модели с учетом найденного распределения глубин канавок, представлена на рис.5,а. Глубинный профиль при этом является линейно возрастающим в направлении распространения поверхностной волны, конкретные значения глубин канавок в зависимости от их номера представлены на рис. 5,б.

Таким образом, для систем радиомониторинга поверхности Земли предложена методика проектирования излучающего раскрыва дифракционной антенны вытекающей волны с косекансной ДН, опирающаяся на строгую электродинамическую модель. Численную оптимизацию раскрыва предложено выполнять с использованием генетического алгоритма. Решена задача синтеза дифракционной антенны с косекансной ДН – получены все необходи-

226

мые данные для технической реализации физической конструкции излучающего раскрыва. При подготовке статьи были рассмотрены работы [10-20].

Рис. 5. Нормированная результирующая ДН антенны с учетом технической реализации (а) и глубинный профиль гребенчатой решетки (б)

Литература

1.Евдокимов, А.П. Антенны дифракционного излучения / А.П. Евдокимов // Физические основы приборостроения. – 2013. – Т. 2, № 1. – С. 108-124.

2.Плоские дифракционные СВЧ-антенны с фиксированной ориентацией линейной поляризации / А.И. Климов, К.Б. Меркулов, А.В. Останков и др. // Приборы и техника экспе-

римента. – 1999. – № 6. – С. 136.

3.Калинин, Ю.Е. Расчет частотно-сканирующей антенны дифракционного излучения / Ю.Е. Калинин, А.В. Останков // Радиотехника. – 2014. – № 3. – C. 83-87.

4.Евдокимов, А.П. Плоские антенные решетки с косекансной формой диаграммы направленности 8-миллиметрового диапазона волн / А.П. Евдокимов, В.В. Крыжановский // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2003. – № 10. – С. 52-57.

5.Сабанин, В.Р. Модифицированный генетический алгоритм для задач оптимизации

иуправления / В.Р. Сабанин, Н.И. Смирнов, А.И. Репин // ExponentaPro. Математика в при-

ложениях. – 2004. – № 3-4. – С. 78-85.

6.Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ: Учеб. для радиотехнич. спец. вузов /

Д.М. Сазонов. – М.: Высш. шк., 1988. – 432 с.

7.Останков, А.В. Анализ и оптимизация дифракционной антенны поверхностной волны / А.В. Останков // Антенны. – 2010. – № 9 (160). – С. 44 53.

8.Останков, А.В. Анализ и синтез раскрыва антенн дифракционного излучения, построенных на основе квазипериодических гребенчатых решеток: монография / А.В. Останков, С.А. Антипов, Ю.Е. Калинин. – Воронеж: ФГБОУ ВО "Воронежский государственный технический университет", 2016. – 181 с.

9.Останков, А.В. Дифракционная антенна вытекающей волны с нестандартной реализацией излучающего раскрыва / А.В. Останков // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2010. – Т. 6, № 8. – С. 17-26.

10.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и совершенствование мероприятий по улучшению условий труда на горно-обогатительном комбинате / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. - С. 10-16.

11.Звягинцева, А.В. Моделирование неорганизованных выбросов пыли и газов в атмосферу при взрывных работах на карьерах горно-обогатительных комбинатов / А.В. Звя-

227

гинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т.

12.- № 2. - С. 17-25.

12.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и разработка мероприятий по сокращению пылегазовыделения на карьерах горно-обогатительного комбината / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. -

С. 26-32.

13.Асминин, В.Ф. Функциональные и конструктивные особенности облегченных звукоизолирующих панелей / В.Ф. Асминин, Е.В. Дружинина, С.А. Сазонова, Д.С. Осмоловский // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2019. - № 2 (29). - С. 4-7.

14.Иванова, В.С. Физическое моделирование аппарата пылеочистки скруббер Вентури для улучшения условий труда на производствах / В.С. Иванова, С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 1. - С. 48 -55.

15.Zvyagintseva, A.V. Increase of solubility of hydrogen in electrolytic alloys NI-B / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 519-528.

16.Zvyagintseva, A.V. Laws of diffusion of hydrogen in electrolytic alloys on the basis of nickel / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 529-534.

17.Звягинцева, А.В. Моделирование воздействия ртутьсодержащих отходов объектов техносферы на окружающую среду и разработка мероприятий по охране атмосферного воздуха / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 17-26.

18.Звягинцева, А.В. Моделирование техногенного воздействия ТЭЦ на окружающую среду и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 27-34.

19.Звягинцева, А.В. Оценка процесса техногенного загрязнения атмосферы объектами теплоэнергетики и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, Н.В. Мозговой // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 34-41.

20.Сазонова, С.А. Математическое моделирование параметрического резерва систем теплоснабжения с целью обеспечения безопасности при эксплуатации / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, А.В. Звягинцева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. -

С. 71-77.

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

I. A. Kirpicheva

THE FEATURES OF TECHNICAL IMPLEMENTATION AND DESIGN METHODS OF RADIATING SYSTEM FOR TASKS OF MONITORING OF SURFACE OF THE EARTH

For systems of monitoring of surface of the Earth radiating units with special – cosecant patterns are indispensable. The description of technical implementation, the features of design methods and results of parametric synthesize of radiative aperture of diffraction leaky-wave antenna with special pattern are represented in the article.

Key words: monitoring, radiation system, cosecant pattern, ideal model, electrodynamic model, modified genetic algorithm.

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education

«The Voronezh State Technical University»

228

УДК 551.501.81

И.Е. Кузнецов, А.С. Белинский

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

В статье предлагается методика повышение качества метеорологического обеспечения авиации посредством комплексного использования информационных ресурсов систем дистанционного зондирования атмосферы для эффективности диагностирования электрически активных зон и прогнозирования опасных явлений погоды и неблагоприятных метеорологических условий полетов.

Ключевые слова: атмосфера, мониторинг, дистанционное зондирование, авиация, полеты, информационные технологии, опасные явления погоды.

Одной из актуальных задач обеспечения безопасности полетов и перелетов является выявление опасных метеорологических явлений, связанных с зонами электрической активности как в конвективной (Cb, Cu²), так в неконвективной облачности, т. е. в облачности слоистых форм (St, Ns, As, Sc).Решения этой задачи представляется возможным при использовании средств зондирования атмосферы, которые позволяют получать информацию о метеорологических объектах различного масштаба.

Метеорологические искусственные спутники земли (МИСЗ) – макромасштаб, покрывают территорию шириной около трех тысяч километров при периодичности зондирования 1,5-2 часа. Для оперативного применения данных дистанционного зондирования из космоса наибольший интерес представляет подсистема орбитальных (геосинхронных) метеорологических космических аппаратов.

Для приема и обработки информации с отечественных и зарубежных метеорологиче-

ских КА (типа «Метеор», «Электро», «Океан», «Ресурс», «NOAA», «Meteosat», «GOMS», «GOES», «GMS» и «МЕТЕОР»), используется мобильный автономный пункт приёма космической метеорологической информации (МАППИ «Сюжет-МБ»(рисунок 1)). При помощи программы «Актомика», проводится процесс декодирования снимков во всех используемых вариантах форматов их кодирования, а также вторичную обработку графической информации (рисунок 2) [3, 4].

Рис. 1. Комплект и состав станции «Сюжет-МБ»

_________________________________

© Кузнецов И.Е., Белинский А.С., 2019

229